面積を表す式の極限を求める(A)
★★☆☆☆☆☆(章末問題) / 作成者: shonan / 2026/10/26
🔁 類題: 面積を表す式の極限を求める(B) (★★☆☆☆☆☆(章末問題))
問題
自然数 $n$ に対して,2 曲線 $y=x^n$,$y=x^{n+1}$ で囲まれた部分の面積を $S_n$ とする.$S_n$ を求め,$\displaystyle\lim_{n\to\infty}n^2S_n$ を求めよ.
2 曲線の交点は $x^n(1-x)=0$ より $x=0,\ 1$.$0\leqq x\leqq 1$ で $x^n\geqq x^{n+1}$ であるから
\[ S_n=\int_0^1(x^n-x^{n+1})\,dx=\frac{1}{n+1}-\frac{1}{n+2}=\frac{1}{(n+1)(n+2)} \]
よって
\[ \lim_{n\to\infty}n^2S_n=\lim_{n\to\infty}\frac{n^2}{(n+1)(n+2)}=\lim_{n\to\infty}\frac{1}{\left(1+\frac{1}{n}\right)\left(1+\frac{2}{n}\right)}=1 \]
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