【命题趋势与难度分析】本篇收录了 1994 年至 1998 年的早期真题,属于考研数列极限的“萌芽与奠基期”。 这一阶段的题目难度适中,计算属性重于证明属性。命题人主要围绕数列极限的“三大计算法宝”展开考察:一是利用夹逼定理(放缩分母)处理复杂和式;二是利用定积分的定义将离散和式转化为连续积分;三是将离散变量 连续化(令 ),借用泰勒公式或洛必达法则处理 型极限。这一时期的题目套路清晰,是必须稳稳拿下的基础基本功。
1.【1994年,数三,10分】
计算 .
【技巧】:幂指函数 型极限。利用重要极限公式或者转化为 的指数形式,结合等价无穷小代换求解。
【解答】: 原极限为 型,转化为指数形式:
利用 的结论(其中 ),考察其指数部分:
当 时,,分母趋于 ,分子利用等价无穷小 :
故原极限为 。
【答案】:
2.【1995年,数二,3分】
________.
【技巧】:夹逼定理。项数随 变化且分母互不相同的和式极限,通常通过放大和缩小分母来寻找左右界。
【解答】: 设原通项为 。将各项分母统一缩小为最大的 ,可得下界:
将各项分母统一放大为最小的 ,可得上界:
对两端分别取极限:
由夹逼定理可知,原极限为 。
【答案】:
3.【1996年,数一,5分】
设 ,试证数列 极限存在并求此极限.
【技巧】:单调有界准则。经典递推数列,先求可能的极限值确定界限,再用数学归纳法证明有界性与单调性。
【解答】: 若极限 存在,由 取极限得 ,解得 或 (舍去)。故猜测下界为 。
(1)证明有界性:已知 。假设 ,则 。由数学归纳法知,对一切 ,恒有 。
(2)证明单调性:考察作差 。 因为 ,所以 ,从而 ,即数列单调递减。
综上, 单调递减且有下界,由单调有界准则知其极限存在。令 ,有 ,解得 。
【答案】:极限存在,且极限值为 3。
4.【1998年,数一,6分】
求 .
【技巧】:夹逼定理结合定积分定义。先通过夹逼放缩分母,再将两端转化为黎曼和(定积分)。
【解答】: 设通项为 。由于 ,进行放缩:
利用定积分定义求两端的极限:
左端极限 。 由夹逼定理得原极限为 。
【答案】:
5.【1998年,数四,6分】
求极限 (为自然数).
【技巧】:变量代换与函数极限。由于 ,可令 ,将离散变量转化为连续变量,然后利用泰勒公式。
【解答】: 令 ,则 。原数列极限转化为函数极限:
此为 型,写为 的指数形式:
利用泰勒公式:,则分子 。 指数极限为:
因此原极限为 。
【答案】: