【命题趋势与难度分析】本篇收录 2006 年至 2013 年的真题,标志着考研数列极限进入了“综合与证明期”,难度较前期有显著的拉升。 这一阶段的绝对主角是“单调有界准则”。命题人不再满足于单纯的计算,而是频繁出解答题(满分往往在10-12分),要求考生不仅会算,还要会“证”。难点在于如何结合拉格朗日中值定理、导数工具或积分放缩法,去构造函数并证明数列的单调性与有界性。如果说前期是“算术”,这一阶段就是真正的“分析”。
6.【2006年,数一,12分】
设数列 满足 。
(Ⅰ)证明 存在,并求该极限; (Ⅱ)计算 .
【技巧】:第一问:单调有界准则;第二问:归结原则转化为函数极限后泰勒展开。
【解答】: (Ⅰ)因 ,故 。由数学归纳法易知对一切 ,恒有 。 对于 ,恒有 ,因此 。 数列 单调递减且有下界 0,故极限存在。设 。 两边取极限得 ,解得 。即 。
(Ⅱ)由(Ⅰ)知 且 ,则:
将其转化为连续函数的 型极限:
由 ,知指数极限为 。故原极限为 。
【答案】:(Ⅰ)证明略,极限为0;(Ⅱ)
7.【2008年,数四,4分】
设 ,则 ( )
(A)a. (B) . (C)b. (D) .
【技巧】:提取主部法则(抓大头)。存在正数的 次方求和后开 次方,必须强行提出底数最大的项。
【解答】: 由于 ,则 ,即 是更大的项。将其提出:
因为 ,当 时,。 故 。因此极限为 即 。
【答案】:(B)
8.【2011年,数一,10分】
(Ⅰ)证明:对任意的正整数,都有 成立. (Ⅱ)设 (),证明数列 收敛.
【技巧】:积分放缩法与欧拉常数。用积分面积证明不等式,再以此判断级数的单调性。
【解答】: (Ⅰ)因为 。 由于被积函数 在区间 上严格单调递减,由积分性质可知:
即 ,得证。 (Ⅱ)考察数列的单调性,作差:
由(Ⅰ)结论知 ,故数列 单调递减。 证明其有界性:
由(Ⅰ)知 ,故 。 单调递减且有下界 0,由单调有界准则,数列 收敛。(此极限即著名的欧拉常数 )。
9.【2013年,数二,10分】
设函数 (Ⅰ)求 的最小值. (Ⅱ)设数列 满足 。证明 存在,并求此极限。
【技巧】:利用函数的最值性质反推数列的单调性与有界性。
【解答】: (Ⅰ)。当 时 ; 时 。 故 为最小值点,最小值为 。即对一切 ,恒有 。
(Ⅱ)由(Ⅰ)知对任意项均有 。结合已知条件可得:
化简得 ,故 ,数列单调递增。 又因为 ,代入已知条件得 ,故 ,有上界。 设 。对已知不等式取极限得 。 但由(Ⅰ)知 ,故必有 ,解得 。
【答案】:(Ⅰ)最小值为1;(Ⅱ)证明略,极限为1。