[toc:ul]
a) Giới hạn 0 của dãy số
HĐKP 1: u$_{n}$=$\frac{(-1)^{n}}{n}$
a)
n | 10 | 20 | 50 | 100 | 1000 |
|u$_{n}$| | 0,1 | 0,05 | 0,02 | 0,01 | 0,0001 |
b) |u$_{n}$|=$\frac{1}{n}$.
Ta có: $\frac{1}{n}$<0,01 khi n>100;
$\frac{1}{n}$<0,001 khi n>1000.
c)
Khoảng cách từ u$_{n}$ đến 0 trở nên rất bé khi n trở nên rất lớn.
Kết luận
Ta nói dãy số u$_{n}$ có giới hạn 0 khi n dần tới dương vô cực, nếu |u$_{n}$| nhỏ hơn một số dương bất kì cho trước, kể từ một số hạng nào đó trở đi, kí hiệu u$_{n}$ =0 hay u$_{n}$$\rightarrow $0 khi n$\rightarrow $+∞. Ta còn viết là limu$_{n}$=0.
Ví dụ 1 (SGK – tr.64)
Với dãy số u$_{n}$=$\frac{(-1)^{n}}{n}$ ở P, sử dụng định nghĩa, chứng tỏ rằng lim u$_{n}$=0.
Giải
Với số thực dương d bé tuỳ ý cho trước, lấy số tự nhiên N sao cho N>$\frac{1}{d}$. Khi đó, với mọi số tự nhiên n sao cho nN, ta có |u$_{n}$|=|$\frac{(-1)^{n}}{n}$|=$\frac{1}{N}$<d.
Theo định nghĩa, limu$_{n}$=0.
Giới hạn cơ bản:
lim$\frac{1}{n^{k}}$=0, với k nguyên dương bất kì.
limq$^{n}$=0, với q là số thực thoả mãn q<1.
Ví dụ 2 (SGK – tr. 65)
Thực hành 1:
a) lim$\frac{1}{n^{2}}$=0 vì lim$\frac{1}{n^{k}}$=0, với k nguyên dương bất kì.
b) lim(-$\frac{3}{4}$)$^{2}$=0 vì limq$^{n}$=0, với q là số thực thoả mãn q<1, trong trường hợp này q=-$\frac{3}{4}$.
b) Giới hạn hữu hạn của dãy số
HĐKP 2:
a) v$_{n}$=u$_{n}$-2=$\frac{1}{n}$
lim v$_{n}$=lim$\frac{1}{n}$=0
b) u$_{1}$=3
u$_{2}$=$\frac{5}{2}$
u$_{3}$=$\frac{7}{3}$
u$_{4}$=$\frac{9}{4}$
Nhận xét: Điểm un càng dần đến điểm 2 khi n trở nên rất lớn.
Kết luận:
Ta nói dãy số u$_{n}$ có giới hạn hũu hạn là số a (hay u$_{n}$ dần tới a ) khi n dần tới dương vô cực, nếu lim (u$_{n}$-a)=0. Khi đó, ta viết u$_{n}$ =a hay limu$_{n}$=a hay u$_{n} \rightarrow $a khi n$\rightarrow $+∞.
Chú ý: Nếu u$_{n}$=c(c là hằng số) thì limu$_{n}$=limc=c.
Ví dụ 3 (SGK – tr.65)
Thực hành 2:
a) lim(2+($\frac{2}{3}$)$^{n}$-2)=lim($\frac{2}{3}$)$^{n}$=0, suy ra lim(2+($\frac{2}{3}$)$^{n}$)=2.
b) lim($\frac{1-4n}{n}$-(-4))=lim($\frac{1}{n}$)=0, suy ra lim($\frac{1-4n}{n}$)=-4.
HĐKP 3:
a) lim3=3;lim$\frac{1}{n^{2}}$=0
b) lim(3+$\frac{1}{n^{2}}$)=lim3+lim$\frac{1}{n^{2}}$.
Kết luận
Cho limu$_{n}$=a,limv$_{n}$=b và c là hằng số. Khi đó:
lim(u$_{n}$+v$_{n}$)=a+b
lim(u$_{n}$-v$_{n}$)=a-b
lim(c.u$_{n}$)=c.a
lim(u$_{n}$.v$_{n}$)=a.b
lim$\frac{u_{n}}{v_{n}}$=$\frac{a}{vb}$(b≠0)
Nếu u$_{n}$≥0,∀nN* thi a≥0 và lim$\sqrt{u_{n}}$=$\sqrt{a}$
Ví dụ 4 (SGK – tr.66)
Thực hành 3:
a) lim$\frac{2n^{2}+3n}{n^{2}-1}$=lim$\frac{2+3\frac{1}{n}}{1-\frac{1}{n^{2}}}$=$\frac{lim(2+3\frac{1}{n})}{lim(1-\frac{1}{n^{2}})}$=$\frac{lim2+3\frac{1}{n}}{lim1-\frac{1}{n^{2}}}$=$\frac{2+3.0}{1-0}$=2;
b) lim$\frac{\sqrt{4n^{2}+3}}{n}$=lim$\sqrt{\frac{4n^{2}+3}{n}}$=$\sqrt{lim(4+\frac{3}{n^{2}})}$=$\sqrt{lim4+3.lim\frac{1}{n^{2}}}$=$\sqrt{4+3.0}$=2
HĐKP 4:
a) u$_{k}$=$\frac{1}{2^{k}}$,k=1,2,3,
b) S$_{n}$=$\frac{1}{2}$+$\frac{1}{2^{2}}$+$\frac{1}{2^{3}}$+…+$\frac{1}{2^{n}}$=$\frac{1}{2}$.-$\frac{1-\frac{1}{2^{n}}}{1-\frac{1}{2}}$=1-$\frac{1}{2^{n}}$
c) limS$_{n}$=lim(1-$\frac{1}{2^{n}}$)=lim1-lim$\frac{1}{2^{n}}$=1-0=1.
Giới hạn này bằng diện tich của hình vuông ban đầu.
Kết luận:
Cấp số nhân vô hạn u$_{n}$ có công bội q thoả mãn |q|<1 được gọi là cấp số nhân lùi vô hạn. Cấp số nhân lủi vô hạn này có tổng là
S=u$_{1}$+u$_{2}$+…+u$_{n}$+…=$\frac{u_{1}}{1-q}$.
Thực hành 4:
Cấp số nhân lùi vô hạn có số hạng đầu u$_{1}$=1 và công bội q=$\frac{1}{3}$
1+$\frac{1}{3}$+$\frac{1}{3}^{2}$+…+$\frac{1}{3}^{n}$+…1+$\frac{1}{3}$+$\frac{1}{3}^{2}$+…+$\frac{1}{3}^{n}$+…=$\frac{1}{1-\frac{1}{3}}$=$\frac{3}{2}$.
Vận dụng 1:
S=$\pi $R$^{2}$+2$\pi $($\frac{R}{2}$)$^{2}$+4$\pi $($\frac{R}{4}$)$^{2}$+…+2$^{n} \pi $($\frac{R}{2^{n}}$)$^{2}$+
=$\pi $R$^{2}$(1+$\frac{1}{2}$+$\frac{1}{2^{2}}$+…+$\frac{1}{2^{n}}$+…)
=$\pi $R$^{2} \frac{1}{1-\frac{1}{2}}$=2$\pi $R$^{2}$
HĐKP 5:
a) u$_{n}$=n$^{2}$,n=1,2,3,…
u$_{n}$=n$^{2}$>10000=100$^{2}$<=>n>100;
u$_{n}$=n$^{2}$>1000000=1000$^{2}$<=>n>1000.
b) u$_{n}$=n$^{2}$>S<=>n>$\sqrt{S}$. Vậy với những số tự nhiên n>S thi u$_{n}$>S.
Kết luận:
+ Ta nói dãy số u$_{n}$ có giới hạn là +∞ khi n$\rightarrow $+∞ nếu u$_{n}$ lớn hơn một số dương bất kì, kể từ một số hạng nào đó trở đi, ki hiệu limu$_{n}$=+∞ hay u$_{n} \rightarrow $+∞ khi n$\rightarrow $+∞.
+ Ta nói dãy số u$_{n}$ có giói hạn là -∞ khi n$\rightarrow $+∞ nếu lim(-u$_{n}$)=+∞, kí hiệu limu$_{n}$=-∞ hay u$_{n} \rightarrow $-∞ khi n$\rightarrow $+∞.
Chú ý: Ta có các kết quả sau:
a) u$_{n}$ =+∞ khi và chỉ khi (-u$_{n}$) =-∞;
b) Nếu u$_{n}$ =+∞ hoặc u$_{n}$ =-∞
thì $\frac{1}{u_{n}}$ =0
c) Nếu u$_{n}$ =0 và u$_{n}$>0 với mọi n thì $\frac{1}{u_{n}}$ =+∞.
Ví dụ 7 (SGK – tr.69)
Nhận xét:
a) limn$^{k}$=+∞(k$\in $N,k≥1);
b) lim q$^{n}$=+∞(q>1).