7/ はさみうちと積分(1)

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問題 (1)$$nを自然数として、極限\displaystyle\lim_{n\to\infty}(2^n+3^n)^\frac{1}{n}を以下の様に求める$$

$$(ア)^{n}\lt 2^n+3^n\lt 2\times(ア)^{n}だから、この各辺を\frac{1}{n}乗して$$

$$(ア)\lt (2^n+3^n)^\frac{1}{n}\lt 2^\frac{1}{n}\times(ア)となる$$

$$\displaystyle\lim_{n\to\infty}(2^\frac{1}{n}\times(ア))=(イ)だから$$

$$\displaystyle\lim_{n\to\infty}(2^n+3^n)^\frac{1}{n}=(ウ)$$

(2)$$0 \leq a\lt b \ のとき、\displaystyle\lim_{n\to\infty}(a^n+b^n)^\frac{1}{n}=(エ)$$

(3)、(4)は次回に続きを

(聖マリアンナ医科大学 07)


解説 (1)

$$3^{n}\lt 2^n+3^n\lt 2\times3^{n}だから、この各辺を\frac{1}{n}乗して$$

$$3\lt (2^n+3^n)^\frac{1}{n}\lt 2^\frac{1}{n}\times3$$

$$このとき\displaystyle\lim_{n\to\infty}(2^\frac{1}{n}\times3)=3だから$$

はさみうちの原理により

$$\displaystyle\lim_{n\to\infty}(2^n+3^n)^\frac{1}{n}=3$$

(2)$$0 \leq a\lt b \ のとき、 b^{n}\leq a^n+b^n\lt 2\times b^{n}だから$$

$$b\leq (a^n+b^n)^\frac{1}{n}\lt 2^\frac{1}{n}\times b$$

よって、はさみうちの原理により

$$\displaystyle\lim_{n\to\infty}(a^n+b^n)^\frac{1}{n}=b$$

 

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