学习要求:1.理解数列极限的概念。
正确认识极限思想和方法是从有限中认识无限,从近似中认识精确,从量变中认识质变的一种辩证唯物主义的思想2.理解和掌握三个常用极限及其使用条件.能运用化归转化和分类讨论的思想解决数列极限问题的能力. 3.掌握数列极限的运算法则,并会求简单的数列的极限 4. 掌握无穷等比数列各项的和公式. 学习材料: 一、基本知识1.数列极限的定义:一般地,如果当项数n 无限增大时,无穷数列}{n a 的项n a 无限趋近于.....某个常数a (即n a a -无限趋近于0),那么就说数列}{n a 以a 为极限,或者说a 是数列}{n a 的极限.记作lim n n a a →∞=,读作“当n 趋向于无穷大时,n a 的极限等于a ”“n →∞”表示“n 趋向于无穷大”,即n 无限增大的意思lim n n a a →∞=有时也记作:当n →∞时,n a →a .理解:数列的极限的直观描述方式的定义,只是对数列变化趋势的定性说明,而不是定量化的定义.“随着项数n 的无限增大,数列的项n a 无限地趋近于某个常数a ”的意义有两个方面:一方面,数列的项n a 趋近于a 是在无限过程中进行的,即随着n 的增大n a 越来越接近于a ;另一方面,n a 不是一般地趋近于a ,而是“无限”地趋近于a ,即n a a -随n 的增大而无限地趋近于0. 2.几个重要极限: (1)01lim=∞→n n (2)C C n =∞→lim (C 是常数) (3)lim 0nn a →∞= (a 为常数1a <),当1a =时,lim 1nn a →∞=;当1a =-或1a >时,lim nn a →∞不存在。
3. 数列极限的运算法则:与函数极限的运算法则类似, 如果,lim ,lim B b A a n n n n ==∞→∞→那么B A b a n n n +=+∞→)(lim B A b a n n n -=-∞→)(limB A b a n n n .).(lim =∞→ )0(lim≠=∞→B B Ab a nn n特别:若C 为常数,则lim()lim n n n n C a c a CA →∞→∞==推广:上面法则可以推广到有限..多个数列的情况如,若{}na ,{}nb ,{}nc 有极限,则n n n n n n n n n n c b a c b a ∞→∞→∞→∞→++=++lim lim lim )(lim二、基本题目1.判断下列数列是否有极限,若有,写出极限;若没有,说明理由(1)1,21,31,…,n 1,… ; (2)3452,,,,234--…,1(1)n n n+-,…; (3)1010100(10)1(10)n n a n n ⎧≤⎪=⎨>⎪⎩2.(1)若1lim()02nn a a→∞-=,则a 的取值范围是 。
(2)数列}{n a 的前n 项和为n S ,且213n n S a =-,求lim n n a →∞的值。
3. 已知,5lim =∞→n n a 3lim =∞→n n b ,求).43(lim n n n b a -∞→解:因为,5lim =∞→n n a 3lim =∞→n n b ,所以 lim(34)lim3lim43lim 4lim 15123n n n n n n n n n n n a b a b a b →∞→∞→∞→∞→∞-=-=-=-=4. 求下列极限:(1))45(lim n n +∞→;(2)2)11(lim -∞→n n 解:(1)44lim(5)lim5lim 505n n n n n →∞→∞→∞+=+=+=;(2)22211lim(1)(lim lim1)(01)1n n n n n →∞→∞→∞-=-=-=5. 求下列极限:(1))21(lim 2n n n +∞→. (2)nn n 23lim -∞→. (3)232lim 22++∞→n n n n . (4)24323lim n n n n n -+∞→.解:(1)0001lim 202lim 1lim )21(lim 22=+=+=+=+∞→∞→∞→∞→n n n n n n n n n . (2) (方法一)3031lim 232lim 3lim )23(lim 23lim=-=-=-=-=-∞→∞→∞→∞→∞→n nn n n n n n n n .(方法二)∵n →∞,∴0n ≠.分子、分母同除n 的最高次幂.3131lim )23(lim 123lim23lim==-=-=-∞→∞→∞→∞→n n n n n n nn . 第二个题目不能体现“分子、分母同除n 的最高次幂”这个方法的优势.这道题目就可以.使用上述方法就简单多了.因为分母上是232n +,有常数项,所以 (2)的方法一就不能用了.(3)3203022lim 3lim 1lim2lim )23(lim )12(lim 2312lim 232lim22222=++=++=++=++=++∞→∞→∞→∞→∞→∞→∞→∞→n n nn n n n n n n n n n n n n n . 规律一:一般地,当分子与分母是关于n 的次数相同的多项式时,这个公式在n →∞时的极限是分子与分母中最高次项的系数之比.(4)分子、分母同除n 的最高次幂即4n ,得.002001lim 2lim 1lim 3lim 1213lim 23lim 2323243=-+=-+=-+=-+∞→∞→∞→∞→∞→∞→n n n nn n n n n n n n n n n n . 规律二:一般地,当分子、分母都是关于n 的多项式时,且分母的次数高于分子的次数时,当n →∞时,这个分式极限为0. 6.求下列极限.(1))13(lim 2n n n n -+-∞→. (2)21323lim -++-∞→n n n . (3)1513lim ++-∞→n n n .解:(1)11131lim 13lim 13lim )13(lim 222=+--=+--=+---=-+-∞→∞→∞→∞→nn n n n n n n n n n n n n n . (2)30103211323lim21323lim =-+=-++-=-++-∞→∞→nnn nn n n n .(3)001001lim1lim 5lim13lim 11513lim 1513lim 22=++=++-=++-=++-∞→∞→∞→∞→∞→∞→n n n n nn n n n n n n n n n n .说明:当n 无限增大时,分式的分子、分母都无限增大,分子、分母都没有极限,上面的极限运算法则不能直接运用两个(或几个)函数(或数列)的极限至少有一个不存在,但它们的和、差、积、商的极限不一定不存在7. 求下列极限:(1) )112171513(lim 2222+++++++++∞→n n n n n n ;(2))39312421(lim 11--∞→++++++++n n n 解:先求和再求极限 (1) )112171513(lim 2222+++++++++∞→n n n n n n 222222[3(21)]1357(21)22lim lim lim lim 111111n n n n n n n n n n n n n n→∞→∞→∞→∞+++++++++=====++++(2)11212[()]1242212(21)33lim()lim lim lim 011139331(31)123n n nnn n n n n n n n n--→∞→∞→∞→∞-++++--====++++--- 8. 公比绝对值小于1的无穷等比数列前n 项和的极限公比的绝对值小于1的无穷等比数列前n 项的和,当n 无限增大时的极限,叫做这个无穷等比数列各项的和.设无穷等比数列 ,,,,,112111-n qa q a q a a 的公比q 的绝对值小于1,则其各项的和S 为qa S -=11)1(<q (1) 求无穷等比数列, , ,… 各项的和.解:, , ,…的首项10.3a =,公比0.1q =所以 s=+ + +…=0.3110.13=-(2)将无限循环小数。
92.0化为分数.解:0.290.290.00290.000029=+++=224621111291029()29110101099110+++==- 练习:如图,在边长为l 的等边ABC ∆中,圆1O 为ABC ∆的内切圆,圆2O 与圆1O 外切,且与,AB BC 相切,…,圆1n O +与圆n O 外切,且与,AB BC 相切,如此无限继续下去,记圆n O 的面积为*()n a n N ∈.(Ⅰ)证明{}n a 是等比数列; (Ⅱ)求12lim()n n a a a →∞+++的值.。