重要极限证明方法
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复数方程 z^(2n+1)=1的根是 a1,a2,a3,...,a(2n),1。
其中,ak=cos(2kπ/(2n+1))+i sin(2kπ/(2n+1)),k=1,2,...,2n。所以,ak=(a1)^k 所以,z^(2n+1)-1=(z-a1)(z-a2)...(z-a(2n))(z-1),即
(z-a1)(z-a2)...(z-a(2n))=(z^(2n+1)-1)/(z-1)=z^(2n)+z^(2n-1)+...+z+1。
两边令z=1,并取模,则:
|1-a1|×|1-a2|×......×|1-a2n|=2n+1.........(*)因为,|1-ak|=√|(cos(2kπ/(2n+1))-1))+i sin(2kπ/(2n+1))|=2×sin(kπ/(2n+1)),所以由(*)式得:
2^n×sin(π/(2n+1))sin(2π/(2n+1))sin(3π/(2n+1))……sin(nπ/(2n+1))=2n+1。
所以,sin(π/(2n+1))sin(2π/(2n+1))sin(3π/(2n+1))……sin(nπ/(2n+1))=√(2n+1)/2^n 2.三角函数
求证:sin(π/(2n+1))sin(2π/(2n+1))sin(3π/(2n+1))……sin(nπ/(2n+1))=√(2n +1)/2^n.证:sin(π/(2n+1))sin(2π/(2n+1))sin(3π/(2n+1))........sin(nπ/(2n+1))=√(2n +1)/2^n 设z=cos2π/(2n+1)+ isin2π/(2n+1)则x^(2n+1)=1的根为1,z,...z^2n 得x^2n+...+x+1=(x-z)(x-z^2)...(x-z^2n)2n+1=|(1-z)||(1-z^2)|...|(1-z^2n)|...(1)又|(1-z^k)|=2sinkπ/(2n+1)...(2)|1-z^k| = |1-(cos(2kπ/(2n+1))+sin(2kπ/(2n+1)))| =|1-cos(2kπ/(2n+1)))-sin(2kπ/(2n+1)))| =√((1-2cos(2kπ/(2n+1))+cos^2(2kπ/(2n+1)))+ sin^2(2kπ/(2n+1)))=√(2-2cos(2kπ/(2n+1)))=√(4sin^2(kπ/(2n+1))=2sin(kπ/(2n+1)故
2n+1 =(n(π/(2n+1)).n(2π/(2n+1))n(3π/(2n+1))........n(2nπ/(2n+1))两边开方,得
sin(π/(2n+1))sin(2π/(2n+1))sin(3π/(2n+1))........sin(nπ/(2n+1))=√(2n+1)/ 2^n 另外那个类似,可以尝试自己证一下.3.为什么sinπ/n+sin2π/n......+sin(n-1)π/n=cotπ/2n? 解:2 sin [π/(2n)]·sin(π/n)= cos [π/n-π/(2n)]-cos [π/n +π/(2n)]= cos [π/(2n)]-cos [3π/(2n)]2 sin [π/(2n)]·sin(2π/n)= cos [2π/n-π/(2n)]-cos [2π/n+π/(2n)]= cos [3π/(2n)]-cos [5π/(2n)]2 sin [π/(2n)]·sin(3π/n)= cos [3π/n-π/(2n)]-cos [3π/n +π/(2n)]= cos [5π/(2n)]-cos [7π/(2n)]……2 sin [π/(2n)]·sin[(n-1)π/n]= cos [(n-1)π/n-π/(2n)]-cos [(n-1)π/n +π/(2n)]= cos [(2n-3)π/(2n)]-cos [(2n-1)π/(2n)] 故:2 sin [π/(2n)] ·{sin(π/n)+sin(2π/n)+......+sin[(n-1)π/n]}= cos [π/(2n)]-cos [(2n-1)π/(2n)]= cos [π/(2n)]-cos [π-π/(2n)]=2 cos [π/(2n)] 故:sin(π/n)+sin(2π/n)+......+sin[(n-1)π/n]= cos[π/(2n)]/ sin [π/(2n)]= cot [π/(2n)]
4.级数sin n/(n+1)收敛还是发散,如果收敛,是绝对收敛还是条件收敛,为什么? sol:收敛,的部分和=[sin1/2(sin1+sin2+...+sinn)]/sin1/2(积化和差公式)=[cos1/2-cos(2n+1)/2)]/sin1/2,于是有界,1/(n+1)单调递减趋于0,收敛.不绝对收敛.|sinn/(n+1)|>=sin^2n/(n+1)=[1-cos(2n)]/2(n+1).类似用dirichlet判别法知道级数cos2n/(n+1)收敛,但级数1/(n+1)发散,lnc1n...lncn求limi.2xn2nnlnonlncnlnc1...lncnnln2lnnln21lnnnnsol: n2n2nni=ln2
5.求sinπ/n*sin2π/n*…*sin(n-1)π/n的值,用复数思想
6.三角函数连乘(正弦)求证:sin[π/(2n+1)]*sin[2π/(2n+1)]*sin[3π/(2n+1)]*……*sin[nπ/(2n+1)]=(根号下2n-1)/2^n sol: 7.证一般项级数∑sin√(n^2+1)π条件收敛 sol:∵sin√(n²+1)π
=[(-1)^n]sin[√(n²+1)π-nπ] =[(-1)^n]sin[√(n²+1)-n]π =[(-1)^n]sin{1/[√(n²+1)+n]}π
lim(n→∞)[sin{1/[√(n²+1)+n]}π]/(1/n)=lim(n→∞)nπ/[√(n²+1)+n] =π/2 ∴∑sin{1/[√(n²+1)+n]}与∑1/n有相同的敛散性,即∑sin{1/[√(n²+1)+n]}π发散
lim(n→∞)sin{1/[√(n²+1)+n]}π=0,且sin{1/[√[(n+1)²+1]+(n+1)]}π≤sin{1/[√(n²+1)+n]}π
由莱布尼兹判别法知lim[(-1)^n]sin{1/[√(n²+1)+n]}π收敛 ∴原级数条件收敛
其他回答:sin√(n^2+1)π=(-1)^n sin(√(n^2+1)π+nπ)再利用分子有理化可得:(-1)^n sin(π/[根号(n^2+1)+n])利用 dirichlet判别法可知级数收敛。
而它的绝对值级数可以等价为:sin(π/[根号(n^2+1)+n])~π/[根号(n^2+1)+n]~1/n即发散。(π/n)×sin(2π/n)×sin(3π/n)×…×sin[(n-1)π/n]=n×2^(1-n)这等式怎么证?大概要从哪个方面入手? sin(π/n)×sin(2π/n)×sin(3π/n)×…×sin[(n-1)π/n]=n×2^(1-n)用复数
w=cos(2π/n)+isin(2π/n)w=cos(2π/n)-isin(2π/n)z^n=1(z-1)(z^(n-1)+z^(n-2)+……+z+1)=0 z^(n-1)+z^(n-2)+……+z+1=(z-w)(z-w^2)(z-w^3)……(z-w^(n-1))令 z=1 n=(1-w)(1-w^2)(1-w^3)…(1-w^(n-1))1-w^k=2sinkπ/n(sinkπ/n+icoskπ/n)|1-w^k|=|2sinkπ/n(sinkπ/n+icoskπ/n)|=|2sinkπ/n||(sinkπ/n+icoskπ/n)|=|2sinkπ/n|=2sin(kπ/n)取模
|n|=|(1-w)(1-w^2)(1-w^3)…(1-w^(n-1))| |n|=|(1-w)||(1-w^2)||(1-w^3)|…|(1-w^(n-1))| n=2^(n-1)sin(π/n)sin(2π/n)……sin[(n-1)π/n]
得证
两个重要的极限
1.证明:lim
sinxx
x0
1
证明:如图(a)作单位圆。当0
12x
2
时,显然有δoad面积
xsinx
1cosx
tgx,sinx
2
或1
sinxx
cosx
2
x0
时也成立。
图(a)
故(1)式对一切满足不等式0|x|的x都成立。
sinxx
1。
由limcosx=1及函数极限的迫敛性定理立刻可得lim
x0
x0
函数f(x)=
sinxx的图象如图(b)所示。
2.证明:lim(1)n存在。
n
n
证明:先建立一个不等式,设b>a>0,于是对任一自然数n有
b
n1
图(b)
n1
a
n1
ba
(n1)b或b
n
n1
a
n1
(n1)b(ba),整理后得不等式a
n(1)b[(n1)anb]。
n
令a=1+故有(1
1n1)
n1,b=1+
1n)
1n
n,将它们代入(1)。由于(n1)anb(n1)(1
1n1)n(1
1n)1,n1
(1
12n,这就是说{(1)n}为递增数列。
n
12n)
再令a=1,b=1+代入(1)。由于(n1)anb(n1)n(1
12n)
2n,故有1(1
12n)
n,2(1
12n1n)
n。
不等式两端平方后有4(1,它对一切自然数n成立。联系数列的单调性,由此又推得数列{(1)n}
是有界的。于是由单调有界定理知道极限lim(1)n是存在的。
n
n
3.证明:lim(1)xe。
x
x
证明:所求证的极限等价于同时成立下述两个极限:
x
lim(1
1x)e
x
(1)
x
lim(1
1x)e
x
(2)
现在先应用2中数列极限lim(1)ne,证明(1)式成立。
n
n
设n≤x
1n1
1
1x
1
1n
及(1
1n1)
n
1n1)(1
n
1x)(1
x
1n)
n1,(3)
作定义在[1,+)上的阶梯函数。f(x)(1,n≤x
n
由(3)有f(x)
x
x
n
11n1
(1)lim
n
n
n1
11
n)
n1
e
xlimg(x)lim(1n1n)n1lim(1n1n)(1n1
n)e,根据迫敛性定理便得(1)式。
y)y现在证明(2)式。为此作代换x=-y,则(1)x(1x(11
y1)(1y1
y1)y1(11
y1)
因为当x→-∞时,有y-1→+∞,故上式右端以e为极限,这就证得lim(1)xe。
x1x
以后还常常用到e的另一种极限形式lim(1a)ae a0
1x(4)1
a0因为,令a1x,则x→∞和a→0是等价的,所以,lim(1)lim(1a)a。xx
两个重要极限的证明
两个重要极限的证明
那么,数列 的极限存在,且。证明:因为,所以对,当 时,有,即,对,当 时,有,即,又因为,所以当 时,有,即有:,即,所以。
准则i′如果函数 满足下列条件: 当 时,有。当 时,有。
那么当 时,的极限存在,且等于。如果数列 满足:,就称之为单调增加数列;若满足:,就称之为单调减少数列;同理亦有严格单增或单减,以上通称为单减数列和严格单减数列。
如果,使得:,就称数列 为有上界;若,使得:,就称 有下界。
准则ⅱ′:单调上升,且有上界的数列必有极限。准则ⅱ″: 单调下降,且有下界的数列必有极限。
注1:由前已知,有界数列未必有极限,若加单调性,就有极限。
2:准则ⅱ,ⅱ′,ⅱ″可推广到函数情形中去,在此不一一陈述了。
【例1】 【例2】 【例3】 【例4】 二、课堂练习: 三、布置作业:
附送:
两会“富民惠民安民”民生观心得体会两会“富民惠民安民”民生观心得体会
重要极限证明方法(六篇)
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