g3.1030数列与函数的极限(1)

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g3.1030数列与函数的极限(1)

一、知识回顾

1、 数列极限定义

(1)定义:设{a n }是一个无穷数列,a 是一个常数,如果对于预先给定的任意小的正数ε,总存在正整数N ,使得只要正整数n>N ,就有|a n -a|<ε,那么就称数列{a n }以a 为极限,记作lim ∞→n a n =a 。 对前任何有限项情况无关。

*(2)几何解释:设ε>0,我们把区间(a-ε,a+ε)叫做数轴上点a 的ε邻域;极限定义中的不等式|a n -a|<ε也可以写成a-ε

2、几个常用极限

①lim ∞→n C=C (常数列的极限就是这个常数) ②设a>0,则特别地 01

lim

=∞→n

n ③设q ∈(-1,1),则lim ∞

→n q n

=0;;1lim ,1==∞

→n n q q ,1-=q 或n n q q ∞

→>lim ,1不存在。

若无穷等比数列1,,,,11<-q aq aq a n 叫无穷递缩等比数列,其所有项的和(各项的和)为:q

a s s n n -=

=∞

→1lim 1

3、数列极限的运算法则

如果lim ∞→n a n =A ,lim ∞→n b n =B ,那么(1)lim ∞→n (a n ±b n )=A ±B (2)lim

∞→n (a n ·b n )=A ·B

(3)lim ∞

→n n n b a =B

A

(B ≠0) 极限不存在的情况是1、±∞=∞

→n n a lim ;2、极限值不唯一,跳跃,如1,-1,1,-1….

注意:数列极限运算法则运用的前提: (1)参与运算的各个数列均有极限;

(2)运用法则,只适用于有限个数列参与运算,当无限个数列参与运算时不能首先套用. 二.基本训练

1、n n n n 2312lim 22++∞→= ;22322

lim n n n n n

→∞+++= 2、135(21)

lim

2462n n n

→∞+++⋅⋅⋅+-+++⋅⋅⋅+=_________________

3.已知a 、b 、c 是实常数,且a

cn c

an b cn c bn c bn c an n n n ++=--=-+∞→∞→∞→2222lim ,3lim ,2lim 则的值是………

( )

A .

121 B .61 C .2

3

D .6

4.已知a 、b 都是实数,且a >0,如果0)(

lim =+∞

→n

n b

a b ,

那么a 与b 的关系是………………( )

A .a <2b

B .-a <2b

C .-a

D .-

a <

b <2

a

5.在等比数列中,a 1>1,前项和S n 满足1

1

lim n n S a →∞

=

,那么a 1的取值范围是……………………( )

(A )(1,+∞) (B )(1,4) (C )(1,2) (D )(1

) 6.等比数列{a n }中,a 1=-1,前n 项和为S n ,若

10531

,32

S S =则lim n n S →∞

=………………………( )

(A )

23 (B )-2

3

(C )2 (D )-2 三、例题分析 例1求下列极限

(1)

lim

→n (1223

-n n -1

22+n n ) (2)lim ∞→n [n (1+n -n )] (3)

lim ∞

→n (21n +24n +27n +…+223n n -) (4)lim

∞→n )

1()1()1()1(11n n n n a a a a a a -+--+--+(a ≠1) 例2:已知

)413(2

2lim

n bn

an cn n n -+++∞

→=5,求常数a 、b 、c 的值。 例3.设数列a 1,a 2,…,a n ,…的前n 项的和S n 和a n 的关系是n

n n b ba S )1(1

1+-

-=,

其中b 是与n 无关的常数,且b ≠―1

(1)求a n 和a n -1的关系式; (2)写出用n 和b 表示a n 的表达式;(3)当0

时,求极限n n S ∞

→lim

例4、已知数例{a n }前n 项之和S n =1+ka n (k 为不是0、1的常数)。

(1)用n ,k 表示a n ; (2)若lim ∞→n S n =1,求k 的取值范围。

例5、某城市2001年末汽车保有量为30万辆,预计此后每年报废上一年末汽车保

有量的6%,并且每年新增汽车数量相同,为保护城市环境,要求该城市汽车保有量不超过60万辆,那么每年新增汽车数量不应超过多少辆?

备用:某县地处水乡,县政府原计划从今年起填湖围造一部分生产和生活用地。但根据前几年抗洪救灾得到的经验教训和环境保护、生态平衡的要求,准备重新研究修改计划。为了寻求合理的计划方案,需要研究以下问题:(1)若按原计划填湖造地,水面的减少必然导致蓄水能力的下降。为了保证防洪能力不会下降,除了填湖费用外,还需要增加排水设备费用,所需经费与当年所填湖造地的面积x (亩)的平方成正比,其比例系数为a 。又知每亩水面的年平均经济收益为b 元,填湖造地后的每亩土地的年平均经济收益为c 元(其中a ,b ,c 均为常数)。若按原计划填湖造地,且使得今年的收益不小于支出,试求所填面积x 的最大值。

(2)如果以每年1%的速度减少填湖造地的新增面积,并为保证水面的蓄洪能力和环保要求,填湖造地的总面积永远不能超过现有水面面积的

4

1

,求今年填