高中数学复习――数列的极限
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●知识梳理
1.数列极限的定义:一般地,如果当项数n 无限增大时,无穷数列{a n }的项a n
无限地趋近于某个常数a (即|a n -a |无限地接近于0),那么就说数列{a n }以a 为极限.
注:a 不一定是{a n }中的项.
2.几个常用的极限:①∞→n lim C =C (C 为常数);②∞→n lim n 1
=0;③∞
→n lim q n =0(|q |<1).
3.数列极限的四则运算法则:设数列{a n }、{b n },
当∞
→n lim a n =a , ∞
→n lim b n =b 时,∞
→n lim (a n ±b n )=a ±b ;
∞
→n lim (a n ·b n )=a ·b ; ∞
→n lim
n n b a =b
a
(b ≠0). 特别提示
(1)a n 、b n 的极限都存在时才能用四则运算法则; (2)可推广到有限多个.
1.下列极限正确的个数是
①∞→n lim αn 1
=0(α>0) ②∞→n lim q n =0 ③∞
→n lim
n
n n n 3232+-=-1 ④∞
→n lim C =C (C 为常数)
A.2
B.3
C.4
D.都不正确 解析:①③④正确. 答案:B
2. ∞→n lim [n (1-31)(1-41)(1-51)…(1-21
+n )]等于
A.0
B.1
C.2
D.3
解析: ∞→n lim [n (1-31)(1-41)(1-51)…(1-2
1
+n )]
=∞→n lim [n ×32×43×54×…×2
1
++n n ] =∞→n lim 22+n n
=2. 答案:C
3.下列四个命题中正确的是 A.若∞
→n lim a n 2=A 2,则∞
→n lim a n =A
B.若a n >0,∞
→n lim a n =A ,则A >0
C.若∞
→n lim a n =A ,则∞
→n lim a n 2=A 2
D.若∞
→n lim (a n -b )=0,则∞
→n lim a n =∞
→n lim b n
解析:排除法,取a n =(-1)n ,排除A ;
取a n =n
1
,排除B;取a n =b n =n ,排除D .
答案:C
4.(2005年春季上海,2) ∞→n lim n n ++++ 212
=__________.
解析:原式=∞→n lim 2
)1(2
++n n n =∞→n lim 221212n
n n ++=0.
答案:0
5.(2005年春季北京,9) ∞→n lim 32222-+n n
n =____________.
解析:原式=∞→n lim
2
322
1n
n -+
=2
1. 答案:2
1
思考讨论
【例1】 求下列极限:
(1)∞
→n lim
7
57222+++n n n ;(2) ∞
→n lim (n n +2-n );
(3)∞
→n lim (
22n +24n + (22)
n ). 剖析:(1)因为分子分母都无极限,故不能直接运用商的极限运算法则,可通过变形分子分母同除以n 2后再求极限;(2)因n n +2与n 都没有极限,可先分子有理化再求极限;(3)因为极限的运算法则只适用于有限个数列,需先求和再求极
限.
解:(1)∞
→n lim
7
57
222
+++n n n =∞→n lim 22
757
12n
n
n +++
=52.
(2)∞
→n lim (n n +2-n )= ∞
→n lim
n
n n n ++2=∞
→n lim
1111++
n
=2
1. (3)原式=∞
→n lim
22642n n ++++ =∞→n lim 2
)1(n n n +=∞→n lim (1+n 1)=1. 评述:对于(1)要避免下面两种错误:①原式=)
75(lim )
72(lim 22+++∞
→∞→n n n n n =∞∞
=1,②∵∞→n lim (2n 2+n +7), ∞
→n lim (5n 2+7)不存在,∴原式无极限.对于(2)要避免出现下面两种
错误: ①∞
→n lim (n n +2-n )= ∞
→n lim
n n +2-∞
→n lim n =∞-∞=0;②原式
=∞
→n lim n n +2-∞
→n lim n =∞-∞不存在.对于(3)要避免出现原式=∞
→n lim
22n +∞→n lim 2
4
n +…+∞→n lim
2
2n n
=0+0+…+0=0这样的错误.
【例2】 已知数列{a n }是由正数构成的数列,a 1=3,且满足lg a n =lg a n -1+lg c ,其中n 是大于1的整数,c 是正数.
(1)求数列{a n }的通项公式及前n 和S n ;
(2)求∞
→n lim
1
122+-+-n n
n n a a 的值.
解:(1)由已知得a n =c·a n -1,
∴{a n }是以a 1=3,公比为c 的等比数列,则a n =3·cn -
1.
∴S n =⎪
⎩⎪
⎨⎧≠>--=).
10(1)
1(3)1(3c c c
c c n n 且
(2) ∞
→n lim
1
122+-+-n n n n a a =∞→n lim n
n n n c c 32321
1+---. ①当c =2时,原式=-4
1
;
②当c>2时,原式=∞→n lim c
c c n n 3)2(23
)2
(11+⋅---=-c 1;
③当0<c<2时,原式=∞→n lim 1
1
)2
(32)2(31--⋅+-n n c c c =21.
评述:求数列极限时要注意分类讨论思想的应用.
【例3】 已知直线l :x -ny =0(n ∈N *),圆M :(x +1)2+(y +1)2=1,抛物线ϕ:y =