如何证明等差数列1/ n的前n项和存在极限?

如题所述

数列1/n的前n项和没有通项公式,但它存在极限值,当n趋于无穷大时,其极限值为ln2,下面给出证明:

设a(n)=1/(n+1)+…+1/2n,(少了1/n,多了1/2n)

lim (1+1/n)^n=e,且(1+1/n)^n<e<(1+1/n)^(n+1)

取对数

1/(n+1)<ln(1+1/n)<1/n

设b(n)=1+1/2+1/3+...+1/n-lnn

b(n+1)-b(n)=1/(n+1)-ln(1+1/n)<0

又b(n)=1+1/2+1/3+...+1/n-lnn

>ln2/1+ln3/2+ln4/3+...+ln(1+1/n)-lnn

=ln(n+1)-lnn>0

故lim b(n)=c,c为常数

由上题a(n)=b(2n)-b(n)+ln(2n)-lnn

lim a(n)=lim b(2n)-lim b(n)+ln2 ---当n趋于无穷大时,lim b(2n)=lim b(n)=c

=c-c+ln2

=ln2

--------2n-1

故 lim∑1/n=lim [a(n)+1/n-1/2n]=lim a(n)+lim 1/n-lim 1/2n=ln2+0-0=ln2

-------i=n

扩展资料:

性质

(1)若m、n、p、q∈N*,且m+n=p+q,则am*an=ap*aq。

(2)在等比数列中,依次每k项之和仍成等比数列。

(3)若“G是a、b的等比中项”则“G^2=ab(G≠0)”。

(4)若{an}是等比数列,公比为q1,{bn}也是等比数列,公比是q2,则{a2n},{a3n}…是等比数列,公比为q1^2,q1^3…{can},c是常数,{an*bn},{an/bn}是等比数列,公比为q1,q1q2,q1/q2。

(5)若(an)为等比数列且各项为正,公比为q,则(log以a为底an的对数)成等差,公差为log以a为底q的对数。

(6)等比数列前n项之和Sn=A1(1-q^n)/(1-q)=A1(q^n-1)/(q-1)=(A1q^n)/(q-1)-A1/(q-1)

在等比数列中,首项A1与公比q都不为零。

注意:上述公式中A^n表示A的n次方。

(7)由于首项为a1,公比为q的等比数列的通项公式可以写成an=(a1/q)*q^n,它的指数函数y=a^x有着密切的联系,从而可以利用指数函数的性质来研究等比数列 [2]  。

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