一年级极限数学题讨论解稍嫌粗糙
求:
lim(t->1-) sqrt(1-t)(t^(1^2) + t^(2^2) + t^(3^2) + ... + t^(n^2) + ...)
令 dx = sqrt(1-t)
t = 1 - dx^2
原式 = sqrt(1-t)(t^(1^2) + t^(2^2) + t^(3^2) + ... + t^(n^2) + ...) =
dx( (1 - dx^2)^(1^2) + (1 - dx^2)^(2^2) + (1 - dx^2)^(3^2) + ... + (1 - dx^2)^(n^2) + ...) =
dx( [(1 - dx^2)^(1/dx^2)]^(dx^2)] + [(1 - dx^2)^(1/dx^2)]^((2dx)^2) +
[(1 - dx^2)^(1/dx^2)]^((3dx)^2) + ... + [(1 - dx^2)^(1/dx^2)]^((ndx)^2) + ... )
因为[(1 - dx^2)^(1/dx^2)] -> e^(-1)
原式可近似写成
原式 = (e^( -dx^2) + e^(-(2dx)^2) + e^(-(3dx)^2) + e^(-(ndx)^2) + ...)dx
做到这里,稍嫌粗糙。严格的做法是证明
e^(-((n+1)dx)^2) < (1 - dx^2)^(n^2) < e^(-(ndx)^2)
应用介值定理得到
(1 - dx^2)^(n^2) = e^(-((n+qn)dx)^2)
0 < qn < 1
代人原式得
原式 = (e^(-((1+q1)dx)^2) + e^(-((2+q2)dx)^2) + e^(-((3+q3)dx)^2) + e^(-((n+qn)dx)^2) + ...)dx
让dx趋近于0,
原式 -> Int(0,inf)[e^(-x^2)dx]
那么怎样证明
e^(-((n+1)dx)^2) < (1 - dx^2)^(n^2) < e^(-(ndx)^2)
又能使满足这样不等式的dx 使得ndx充分大呢?