n 乗根の極限(二項定理で評価)(A)
★★☆☆☆☆☆(章末問題) / 作成者: shonan / 2026/10/26
🔁 類題: n 乗根の極限(二項定理で評価)(B) (★★☆☆☆☆☆(章末問題))
問題
$a_n=\sqrt[n]{n}-1\ (n\geqq 2)$ とおく.
\begin{enumerate}
\item[(1)] $n=(1+a_n)^n$ に二項定理を用いて,$0<a_n<\sqrt{\dfrac{2}{n-1}}$ を示せ.
\item[(2)] $\displaystyle\lim_{n\to\infty}\sqrt[n]{n}$ を求めよ.
\end{enumerate}
(1) $n\geqq 2$ のとき $\sqrt[n]{n}>1$ であるから $a_n>0$.二項定理により
\[ n=(1+a_n)^n=1+na_n+\frac{n(n-1)}{2}a_n^2+\cdots+a_n^n>\frac{n(n-1)}{2}a_n^2 \]
よって $a_n^2<\dfrac{2}{n-1}$.$a_n>0$ であるから $0<a_n<\sqrt{\dfrac{2}{n-1}}$
(2) $\displaystyle\lim_{n\to\infty}\sqrt{\frac{2}{n-1}}=0$ であるから,はさみうちの原理より $\displaystyle\lim_{n\to\infty}a_n=0$
よって $\displaystyle\lim_{n\to\infty}\sqrt[n]{n}=\lim_{n\to\infty}(1+a_n)=1$
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