数列の極限に関する問題

■問題

数列

2+9 5−3 , 2 2 +9 5 2 −3 , 2 3 +9 5 3 −3 ,⋅⋅⋅, 2 n +9 5 n −3 ,⋅⋅⋅

すなわち第 n 項

a n = 2 n +9 5 n −3

となる数列の極限値

lim n→∞ a n = lim n→∞ 2 n +9 5 n −3

を求めよ.

■答

lim n→∞ a n = lim n→∞ 2 n +9 5 n −3 =0

■ヒント

分母の変数の中で最も次数の高いもので分子・分母を割る.

式を変形した後, n が含まれている項のみ, n が ∞ になったときの値を調べる.

最後に,式全体で収束・発散を判断する.

■解き方

lim n→∞ 2 n +9 5 n −3

n → ∞ とすると, ∞ ∞ の形になる.従って,分母の変数の中で最も次数の高いもので
分子・分母を割る.

= lim n→∞ ( 2 5 ) n + 9 5 n 1− 3 5 n

n が含まれていない項は一定であるから, ( 2 5 ) n , 9 5 n , 3 5 n の n が ∞ になったときの値を調べればよい.

[ 1 ] ( 2 5 ) n

−1< 2 5 <1 であるから,極限の基本式より

n→∞ ならば, ( 2 5 ) n は 0 に収束する

[ 2 ] 9 5 n

n→∞ ならば, 9 5 n は 0 に収束する.

[ 3 ] 3 5 n

n→∞ ならば, 3 5 n は 0 に収束する

[ 1 ],[ 2 ],[ 3 ] より

lim n→∞ 2 n +9 5 n −3 = lim n→∞ ( 2 5 ) n + 9 5 n 1− 3 5 n = 0+0 1−0 =0

よって,与式は 0 に収束する.

 

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最終更新日: 2024年5月28日