和の公式を使ってから求める極限(A)
★★☆☆☆☆☆(章末問題) / 作成者: shonan / 2026/10/26
🔁 類題: 和の公式を使ってから求める極限(B) (★★☆☆☆☆☆(章末問題))
問題
次の極限を求めよ.
\begin{enumerate}
\item[(1)] $\displaystyle\lim_{n\to\infty}\frac{1+2+3+\cdots+n}{n^2}$
\item[(2)] $\displaystyle\lim_{n\to\infty}\frac{1^2+2^2+3^2+\cdots+n^2}{n^3}$
\item[(3)] $\displaystyle\lim_{n\to\infty}\left\{\frac{1}{1\cdot 3}+\frac{1}{3\cdot 5}+\cdots+\frac{1}{(2n-1)(2n+1)}\right\}$
\end{enumerate}
(1) $1+2+\cdots+n=\dfrac{1}{2}n(n+1)$ であるから
\[ \lim_{n\to\infty}\frac{n(n+1)}{2n^2}=\lim_{n\to\infty}\frac{1}{2}\left(1+\frac{1}{n}\right)=\frac{1}{2} \]
(2) $1^2+2^2+\cdots+n^2=\dfrac{1}{6}n(n+1)(2n+1)$ であるから
\[ \lim_{n\to\infty}\frac{n(n+1)(2n+1)}{6n^3}=\lim_{n\to\infty}\frac{1}{6}\left(1+\frac{1}{n}\right)\left(2+\frac{1}{n}\right)=\frac{2}{6}=\frac{1}{3} \]
(3) $\dfrac{1}{(2k-1)(2k+1)}=\dfrac{1}{2}\left(\dfrac{1}{2k-1}-\dfrac{1}{2k+1}\right)$ であるから,和は
\[ \frac{1}{2}\left\{\left(1-\frac{1}{3}\right)+\left(\frac{1}{3}-\frac{1}{5}\right)+\cdots+\left(\frac{1}{2n-1}-\frac{1}{2n+1}\right)\right\}=\frac{1}{2}\left(1-\frac{1}{2n+1}\right) \]
よって,極限は $\dfrac{1}{2}$
⭐ お気に入り 0
ログインするとお気に入り・印刷リスト・PDF出力が使えます