найдем предел вражения
\[\lim_{n\to\infty}\sum_{j=1}^{n^2}\dfrac{n}{n^2+j^2}\]
запишем, используя методику :
let \[S_{n}=\sum_{j=1}^{n^2}\dfrac{n}{n^2+j^2}=\sum_{j=1}^{n^2}\dfrac{1}{1+\left(\dfrac{j}{n}\right)^2}\dfrac{1}{n}\] since \[\int_{\dfrac{j}{n}}^{\dfrac{j+1}{n}}\dfrac{dx}{1+x^2}<\dfrac{1}{1+\left(\dfrac{j}{n}\right)^2}\cdot\dfrac{1}{n}<\int_{\dfrac{j-1}{n}}^{\dfrac{j}{n}}\dfrac{dx}{1+x^2}\] so \[\int_{\dfrac{1}{n}}^{\dfrac{n^2+1}{n}}\dfrac{dx}{1+x^2}<S_{n}<\int_{0}^{n}\dfrac{dx}{1+x^2}\]
и отметим
\[\lim_{n\to\infty}\int_{\dfrac{1}{n}}^{\dfrac{n^2+1}{n}}\dfrac{dx}{1+x^2}=\lim_{n\to\infty}\int_{0}^{n}\dfrac{dx}{1+x^2}=\int_{0}^{infty}\dfrac{dx}{1+x^2}=\dfrac{\pi}{2}\] so \[\lim_{n\to\infty}\sum_{j=1}^{n^2}\dfrac{n}{n^2+j^2}=\dfrac{\pi}{2}\]
Другой способ нахождения предела
\[\lim_{n\to\infty}\sum_{j=1}^{n^2}\dfrac{n}{n^2+j^2}=\lim_{n\to\infty}\int_{0}^{n}\dfrac{1}{1+x^2}dx=\dfrac{\pi}{2}\] Но этот метод не совсем правильный! Почему?