√ を含む極限が有限になる係数(A)
★★☆☆☆☆☆(章末問題) / 作成者: shonan / 2026/10/26
🔁 類題: √ を含む極限が有限になる係数(B) (★★☆☆☆☆☆(章末問題))
問題
$\displaystyle\lim_{n\to\infty}\left(\sqrt{4n^2+an+1}-bn\right)=3$ が成り立つように,定数 $a$,$b$ の値を定めよ.
$\sqrt{4n^2+an+1}-bn=n\left(\sqrt{4+\dfrac{a}{n}+\dfrac{1}{n^2}}-b\right)$ であり,括弧内は $2-b$ に収束する.
$2-b\neq 0$ とすると,この式は $\infty$ または $-\infty$ に発散し,条件に反する.よって $b=2$ が必要である.
$b=2$ のとき,分子を有理化して
\[ \sqrt{4n^2+an+1}-2n=\frac{an+1}{\sqrt{4n^2+an+1}+2n}=\frac{a+\dfrac{1}{n}}{\sqrt{4+\dfrac{a}{n}+\dfrac{1}{n^2}}+2}\to\frac{a}{4} \]
$\dfrac{a}{4}=3$ より $a=12$
よって $a=12$,$b=2$
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