AMKbook.Net Задачи должны иметь решение
Реклама

Задача №1911

Условие

Доказать, что \(\lim_{n\to\infty}\frac{n}{\sqrt{n^2+n}}=1\).

Решение

Нужно доказать, что для любого \(\varepsilon\gt{0}\) существует такой номер \(n_{\varepsilon}\), что при всех \(n\ge{n_{\varepsilon}}\) выполняется неравенство \(\left|x_n-1 \right|\lt\varepsilon\). Здесь \(x_n=\frac{n}{\sqrt{n^2+n}}\). Рассмотрим модуль разности \(\left|x_n-1\right|\):

\[ \begin{aligned} & \left|x_n-1 \right| =\left|\frac{n}{\sqrt{n^2+n}}-1 \right| =\left|\frac{n-\sqrt{n^2+n}}{\sqrt{n^2+n}}\right| =\left|\frac{n^2-\left(n^2+n\right)}{\sqrt{n^2+n}\cdot\left(n+\sqrt{n^2+n}\right)}\right|=\\ & =\frac{n}{\sqrt{n^2+n}\cdot\left(n+\sqrt{n^2+n}\right)} \lt\frac{n}{\sqrt{n^2}\cdot\left(n+\sqrt{n^2}\right)} =\frac{1}{2n}. \end{aligned} \]

Таким образом, если \(\varepsilon\gt\frac{1}{2n}\), то неравенство \(\left|x_n-1 \right|\lt\varepsilon\) будет выполнено. Из неравенства \(\varepsilon\gt\frac{1}{2n}\) имеем \(n\gt\frac{1}{2\varepsilon}\). Так как \(\left[\frac{1}{2\varepsilon}\right]+1\gt\frac{1}{2\varepsilon}\), то неравенство \(\left|x_n-1 \right|\lt\varepsilon\) будет выполнено и при \(n\ge\left[\frac{1}{2\varepsilon}\right]+1\).

Следовательно, для любого \(\varepsilon\gt{0}\) существует такой номер \(n_{\varepsilon}=\left[\frac{1}{2\varepsilon}\right]+1\), что при всех \(n\ge{n_{\varepsilon}}\) выполняется неравенство \(\left|x_n-1 \right|\lt\varepsilon\). Это означает, что \(\lim_{n\to\infty}\frac{n}{\sqrt{n^2+n}}=1\).

Ответ:

Утверждение доказано.

Задачник №2Кудрявцев "Сборник задач по математическому анализу" (том №1)
Параграф №8Предел последовательности
Задача №5