Загрузка [MathJax]/jax/output/HTML-CSS/jax.js

Решение задач

Пределы задача. Найти предел limnn2j=1nn2+j2

Найти предел


limnnn2+j2


 найдем предел вражения

limnn2j=1nn2+j2

запишем, используя методику :

let Sn=n2j=1nn2+j2=n2j=111+(jn)21n since j+1njndx1+x2<11+(jn)21n<jnj1ndx1+x2 so n2+1n1ndx1+x2<Sn<n0dx1+x2

 и отметим

limnn2+1n1ndx1+x2=limnn0dx1+x2=infty0dx1+x2=π2 so limnn2j=1nn2+j2=π2

Другой способ нахождения предела 

limnn2j=1nn2+j2=limnn011+x2dx=π2 Но этот метод не совсем правильный! Почему? 

5  

Another approach. Since:

+0sin(ax)ebxdx=aa2+b2 we have:

n2j=1nn2+j2=+01en2xex1sin(nx)dx where: +0sin(nx)ex1dx=Im+0einxex1dx=k1nn2+k2=1+πncoth(πn)2n by Frullani's theorem and/or the logarithmic derivative of the Weierstrass product for the sinh function. It is quite trivial that the limit of the RHS of (3) as n+ is π2, hence it is enough to prove that the contribute given by +0sin(nx)en2xex1dxork>n2nn2+k2 is negligible. But that is quite easy.

Here is a method in the same spirit as what you have done. The main difference is that we explicitly estimate the difference between your sum and n0dx1+x2.

Since f is monotonely decreasing we have 

|nj=1nn2+(j+nm)2m+1mdx1+x2|<1n(1+(m+1)2)

Using this we can estimate the difference between your sum and the integral of 11+x2 over [0,n], which can be written n1m=010dx1+(x+m)2, as

|n2j=1nn2+j2n0dx1+x2|n1m=0|1nnj=111+(jn+m)210dx1+(x+m)2|1nnm=111+m21nm=111+m2

This last sum can be evaluated as πcoth(π)12, however all we need for this argument is that it's finite. This can be proved for example by comparison to m=11m2=π26. Taking n the result follows

limnn2j=1nn2+j2=limnn0dx1+x2=π2

 

Популярные репетиторы:

Рейтинг 5 из 5: 45 отзывов
 
Я грезил собрать воедино 2 моих основных страстей: Математику, Информатику и Обучение, c самого истока своей карьеры, когда еще обучался в аспирантуре.

Безупречный математик для школьников и студентов, PhD, педагогический стаж более 19 лет, стремительными темпами   подготовит без посредников контрольной работе по математике в 9 класс с помощью конфиденциальных способов по расширению памяти и ускорению мышления. 

На досуге "кодит" на C/C++, Erlang и R. Участвует в международных научных симпозиумах ICML, ICCV и SIGIR . Впечатляюще потрудился в онлайн-компании по TensorFlow и Spark. Консультирование по математическим пакетам SPSS, Mathematica и Maple .

Опыт учителя по высшей математике для аспирантов более 20 лет. Более 320 учащихся  поступили «на бюджет» в ВУЗы Москвы: ВШЭ, МАИ, МГТУ и МГУ и т.д.. Занятия ведутся Локально в Москве м. Китай-город и дистанционно по Viber. 他說中國.

Запись на занятия

Ваше сообщение отправлено