Bài tập nâng cao giới hạn của dãy số – Nguyễn Minh Tuấn

Giới thiệu Bài tập nâng cao giới hạn của dãy số – Nguyễn Minh Tuấn

Học toán online.vn gửi đến các em học sinh và quý thây cô Bài tập nâng cao giới hạn của dãy số – Nguyễn Minh TuấnChương Giới hạn.

Tài liệu môn Toán 11  và hướng dẫn giải chi tiết các đề thi từ cơ bản đến vận dụng cao sẽ luôn được cập thường xuyên từ hoctoanonline.vn , các em học sinh và quý bạn đọc truy cập web để nhận những tài liệu Toán hay và mới nhất nhé.

Các em học sinh và bạn đọc tìm kiếm thêm tài liệu Toán 11 tại đây.

Text Bài tập nâng cao giới hạn của dãy số – Nguyễn Minh Tuấn
Giới hạn của dãy số MỞ ĐẦU Trong môn Toán ở trường THPT, các bài toán về dãy số và giới hạn dãy số là một phần quan trọng của giải tích toán học. Dãy số ngày càng được quan tâm đúng mức và tỏ ra có sức hấp dẫn mạnh mẽ nhờ vẽ đẹp và tính độc đáo của phương pháp và kỹ thuật giải chúng cũng như yêu cầu cao về tư duy cho người giải. Các bài toán dãy số không những rèn luyện tư duy sáng tạo, trí thông minh mà còn đem lại say mê và yêu thích môn Toán của người học. Trong các kì thi học sinh giỏi cấp Tỉnh, cấp Quốc gia, Quốc tế các bài toán liên quan đến dãy số đặc biệt là giới hạn dãy số được đề cập rất nhiều và có giá trị phân hóa chất lượng bài thi cao. Trong bài viết này tác giả trình bày một sô phương pháp tìm giới hạn dãy số: phương pháp sử dụng định nghĩa, tính chất của các dãy số đặc biệt, định lí kẹp, phương pháp sử dụng tính đơn điệu và bị chặn, phương pháp dùng sai phân, phương pháp sử dụng tính chất của hàm số, phương trình, phương pháp lượng giác hóa…Một điều quan trọng là sử dụng các kỹ thuật biến đổi linh hoạt, phù hợp, hiểu được các ý tưởng trong từng phương pháp để giải quyết bài toán với hiệu quả tốt nhất. Các ví dụ và bài tập được chọn lọc là các đề thi HSG cấp tỉnh, cấp quốc gia, quốc tế, các bài trên các tạp chí nỗi tiếng. Bài viết được trình bày theo hệ thống: – Kiến thức sử dụng. – Ý tưởng chính của phương pháp. – Các ví dụ và hướng dẫn giải. – Bài tập tự giải. Tác giả hy vọng bài viết này sẽ giúp các em học sinh bổ sung kiến thức về phần dãy số trong các kì thi học sinh giỏi và tài liệu tham khảo bổ ích cho bạn đọc. Nguyễn Minh Tuấn – GV trường THPT Chuyên QB Giới hạn của dãy số NỘI DUNG I) Phương pháp sử dụng định nghĩa giới hạn dãy số 1. Kiến thức sử dụng: Định nghĩa: lim un  L    0, N  N * : n  N  un  L   Sử dụng: – Tiêu chuẩn Cô-si: Dãy {xn} có giới hạn hữu hạn khi và chỉ khi với mọi  > 0, tồn tại số tự nhiên N sao cho với mọi m, n  N ta có |xm – xn| < . - Nguyên lý ánh xạ co: Nếu với mọi x, y ta có |f(x) – f(y)|  q|x-y| với q là hằng số 0 < q < 1 và {xn} bị chặn thì {xn} hội tụ. Đặc biệt nếu |f’(x)|  q < 1 thì ta luôn có điều này. Ý tưởng chính: Đánh giá un  L  q un1  L ; q  1 và un1  un  q un  un1 ; q  1 Phương pháp này thường được dùng khi ta thấy dãy số không tăng, không giảm. 2. Các ví dụ: 1 3 1 Bài 1: (Đề thi HSG Quảng Bình) Cho dãy số u1  và un1  un2  1 . Tìm giới hạn dãy số? HD: 2 Chứng minh: 1  un  0 1 2 Giải phương trình x  x 2  1  x  1  3  a Xét un  a   a2  1 un2 3  1    1   u n  a un  a  un  a 2 2 2 2   Suy ra lim un  1  3 Bài 2: (Đề dự bị VMO 2008) Cho số thực a và dãy số thực (u n ) xác định bởi: u1  a và un+1 = ln(3+cosun + sinun) – 2008 với mọi n = 1, 2, 3, … Chứng minh rằng dãy số (un )có giới hạn hữu hạn. HD: Đặt f(x) = ln(3+sinx+cosx) – 2008 thì f '( x )  cos x  sin x 3  sin x  cos x Từ đó, sử dụng đánh giá | cos x  sin x | 2, | sin x  cos x | 2 ta suy ra | f ' ( x) | 2  q  1. 3 2 Áp dụng định lý Lagrange với m > n  N, ta có |um – un| = |f(um-1) – f(un-1)|  q|um-1-un-1|  … qn-1|um-n+1 – u1|. Do dãy (un) bị chặn và q < 1 nên dãy (xn) thoả mãn điều kiện Cauchy nên có giới hạn hữu hạn. Nguyễn Minh Tuấn - GV trường THPT Chuyên QB Giới hạn của dãy số 1 Bài 3: (Đề thi vô địch Nga 1982) Cho dãy số u1 1 và un1  . Tìm giới hạn dãy 1  un số? HD: Chứng minh: 0  un  1 1 5 1 x a 1 x 2 1 1 2 un  a 2 Xét un1  a     un  a 1  un 1  a 1  5 1  u n 1  5 Giải phương trình x  Suy ra lim un  5 1 a 2 Bài 4: Cho dãy số (un) định bởi u1  (1, 2) và un+1 = 1 + un – un2/2. Chứng minh rằng (un) có giới hạn hữu hạn và tìm giới hạn đó. HD: Chứng minh: rằng 1 < un < 3/2 1 2 Giải phương trình x  1  x  x 2  x  2  a Xét un1  a | un 1  2 ||1  un  un2 2  un  1 2 2  1  2 || un  2 || || || un  2 | 2 2 4 Suy ra lim un  2 3. Bài tập tự giải: 1 . Tìm giới hạn dãy số? 4  3un 2012 Bài 2: Cho dãy số u1 a và un1  ln  un2  20122   20122 .Chứng minh dã số có giới 3 Bài 1: Cho dãy số u1 2012 và un1  hạn. II) Phương pháp sử dụng công thức, tính chất của các dãy số đặc biệt 1. Kiến thức sử dụng: - Tính chất của các dãy số là cấp số cộng, cấp số nhân - Các công thức đối với các dãy số quen thuộc: 1 1 1   n(n  1) n n  1 1 1  2  3  ...  n  n(n  1) 2 1 12  22  32  ...  n 2  n(n  1)(2n  1) 6 2  n(n  1)  3 3 3 3 1  2  3  ...  n     2  Ý tưởng chính: Đưa các dãy số về các dãy số quen thuộc 2. Các ví dụ: Nguyễn Minh Tuấn - GV trường THPT Chuyên QB Giới hạn của dãy số Bài 1: Cho dãy số un  HD: 1 1 1  ... .Tìm giới hạn dãy số? 1.2 2.3 n(n1) 1 1 1 1 1 1 1 un      ...    1 1 2 2 3 n n 1 n 1 Suy ra lim un  1 Bài 2: Cho dãy số u n  un  1  2 2  4 2  6 2  ....   2 n  1  2  3  ....   2n  2 HD: 12  32  5 2  ....   2 n  1 2 2 2 22  42  62  ....   2 n  2 2 2 .Tìm giới hạn dãy số? 2n(2n  1)(4n  1) (4n  1) 6   n(n  1)(2n  1) 2(n  1) 4. 6 Suy ra lim un  1 . Bài 3: Cho dãy số u1 5 và un1  5un  4 . Tìm giới hạn dãy số? un  2 HD: Chứng minh: un  4 un  4 1 6   1 un  2 un 1  4 un  4 1 1 5 Xét xn    un  4  n un  4 5 6 1 Ta có: un1  4  Suy ra lim un  4 2 3 n un . Tìm giới hạn dãy số xn   un ? 2(2n  1)un  1 i 1 1 (2n  1)(2n  1) 1 1 HD: Đặt vn   vn   un   un 2 2n  1 2n  1 Bài 4: Cho dãy số u1  và un1  Suy ra lim xn  1 Bài 5: Cho dãy số u1 1 và un1  un2  a n (0  a  1) . Tìm giới hạn dãy số? HD: Chứng minh: u12  1; u22  1  a; u32  1  a  a 2 ;...; un2  1  a  a 2  ...a n1 1  an Suy ra: un  1 a 1 Vậy lim un  1 a Bài 6: Cho dãy số u1 2011 và un1  n 2  un 1  un  . Tìm giới hạn dãy số? HD: Ta có: 0  un n  2   1 un 1  un 1 n (n  1)(n  1) (n  1)(n  1)(n  2)n n 1 n 1 un1  un 2  ...  u1  2011 Mặt khác: un  2 2 2 n n (n  1) 2n 2n 2011 Vậy lim un  2 2 Nguyễn Minh Tuấn - GV trường THPT Chuyên QB Giới hạn của dãy số 3. Bài tập tự giải: Bài 1: Cho dãy số un  1 1 1   ...  . Tìm giới hạn dãy số? 1.2.3 2.3.4 n(n  1)(n  2) 3 13  33  53  ....   2 n  1 Bài 2: Cho dãy số u n  2 3  4 3  6 2  ....   2 n  Bài 3: Cho dãy số un  1   3 .Tìm giới hạn dãy số? 1  1  1  1  1  2  1  2  1  2  . Tìm giới hạn dãy số? 2  2  3  4  n  Bài 4: Cho dãy số u1 1 và un1  n unn  a n (0  a  1) . Tìm giới hạn dãy số? III) Phương pháp sử dụng định lí kẹp 1. Kiến thức sử dụng: - Định lí kẹp vn  un  wnn  N * : lim vn  lim wn  a  lim un  a Ý tưởng chính: Đánh giá dãy số qua hai dãy số tính được giới hạn 2. Các ví dụ: 3 11 22 3... nn Bài 1: Cho dãy số un  .Tìm giới hạn dãy số? nn2 3 11 22 3... nn nn .n 1  n2  0 HD: 0un  nn2 n n Suy ra lim un  0 1.3.5.7...(2 n  1) .Tìm giới hạn dãy số? 2.4.6.8...(2 n ) 1.3.5.7...(2 n  1) 1.3.5.7...(2 n  1) 0  un    2.4.6.8...(2 n ) 1.3 3.5 5.7... (2 n  1)(2 n  1) Suy ra lim un  0 . Bài 2: Cho dãy số u n  HD: 1 0 2n  1 Bài 3: Cho dãy số un  n n . Tìm giới hạn dãy số? HD: Ta có: 1  un  n n  n 1.1...1. n n  1  1  ...  1  n n n  2  2 n 2   1 1 n n n Suy ra lim un  1 Bài 4: Cho dãy số un  n n n  2  ...  2 . Tìm giới hạn dãy số? n 1 n  2 n n 2 HD: Ta có: n n n2 n2 n. 2  un  n. 2 1 2  un  2 1 n n n 1 n n n 1 Nguyễn Minh Tuấn - GV trường THPT Chuyên QB Giới hạn của dãy số Suy ra lim xn  1 Bài 5: Cho phương trình x 2n 1  x 2  x  1 . Chứng minh rằng phương trình có duy nhất 1 nghiệm dương xn . Tìm giới hạn dãy số xn ? HD: Ta chứng minh phương trình có duy nhất nghiệm thuộc (1;2) bằng tính chất hàm số liên tục và chứng minh dãy số xn là dãy số giảm. Ta có: 1  1  ...  1  xn2  xn  1 2n  1  xn2  xn 1  xn  x  xn  1   2n  1 2n  1 2n  1  6 6   1 1 2n  1 2n  1 2 n 1 2 n Suy ra lim xn  1 3. Bài tập tự giải: 2n Bài 1: Cho dãy số un  . Tìm giới hạn dãy số? n! Bài 2: Cho dãy số u n  n 1  a n .Tìm giới hạn dãy số? 1  2 2  ...  n n Bài 2: Cho dãy số u n  .Tìm giới hạn dãy số? nn IV) Phương pháp sử dụng tính đơn điệu và bị chặn 1. Kiến thức sử dụng: - Định lí: Dãy số tăng bị chặn trên (giảm bị chặn dưới) thì tồn tại giới hạn Ý tưởng chính: Chứng minh dãy số đơn điệu Chứng minh dãy số bị chặn Giải phương trình tìm giới hạn 2. Các ví dụ: Bài 1: (Đề thi HSG lớp 11 Quảng Bình) Cho dãy số u1  2008 và un1  1  2008   2007un  2007  (n  1) 2008  un  Tìm giới hạn dãy số? HD: Chứng minh: 1  2008  1  2008  2008 2008  2007un  2007    un  un +...+u n + 2007   2008  un  2008  un  1  2008  1  2008  un2008  u  2007 u   u  Ta có n 1   n  0 n 2008  un2007  2008  un2007  un1  Nguyễn Minh Tuấn - GV trường THPT Chuyên QB Giới hạn của dãy số Suy ra lim un  2008 2008  x1  3  Bài 2: ( Đề thi HSG Quốc gia năm 2012) Cho dãy số  n2 .Tìm giới  xn  3n ( xn 1  2) hạn dãy số? HD: Chứng minh: xn 1  n2 (n  3) . Khi đó n 1 2[(n  2)  ( n  1) xn 1 ] n2 ( xn 1  2)  xn 1  . 3n 3n Suy ra (xn) là dãy số giảm kể từ số hạng thứ hai. Ngoài ra, theo (1), nó bị chặn dưới bởi 1. Theo tính chất của dãy đơn điệu, tồn tại giới hạn hữu hạn lim xn  a. Chuyển Xét hiệu xn  xn 1  n  đẳng thức xn  n2 1 ( xn 1  2) sang giới hạn, ta được a  ( a  2)  a  1 . 3n 3 Vậy lim xn  1. n  3 u  3u Bài 3: Cho dãy số u1 2012 và un1  n 2 n . Tìm giới hạn dãy số? 3un  1 HD: Ta có: un1  1  Xét hiệu un1  un  (un  1)3 0 3un2  1 2un3  2un  0 . Do đó dãy số giảm và bị chặn dưới nên tồn tại 3un2  1 giới hạn. Suy ra lim un  1 Bài 4: Cho dãy số u1 1 và un1  un2  un  1  un2  un  1 . Tìm giới hạn dãy số? HD: Ta có: un1  2un un2  un  1  un2  un  1 0 2 Mặt khác: 2 1 3 1 3   u  un  1  u  un  1   un      un    2 4 2 4   2 n 2 n 2 2 1 1  3 3    un   un       2 2 2  2 2   Do đó dãy số giảm và bị chặn dưới nên tồn tại giới hạn. Suy ra lim un  0 1 Bài 5: Cho dãy số 0un 1 và un1 (1  un )  . Tìm giới hạn dãy số? 4 1 4 HD: Ta có: un1 (1  un )   un (1  un )  un 1  un Do đó dãy số giảm và bị chặn nên tồn tại giới hạn. Suy ra lim un  Nguyễn Minh Tuấn - GV trường THPT Chuyên QB 1 2 Giới hạn của dãy số un Bài 6: Cho dãy số {xn} xác định bởi u1  2 và un1  2 . Chứng minh rằng dãy {un} có giới hạn hữu hạn và tìm giới hạn đó. HD: Đặt f ( x )  ( 2 ) x thì dãy số có dạng x0  2 và xn+1 = f(xn). Ta thấy f(x) là hàm n 2 số tăng và x1  2  2  x0 . Suy ra {xn} là dãy số tăng. Chứng minh bằng quy nạp rằng xn < 2. Vậy dãy {xn} tăng và bị chặn trên bởi 2 nên dãy có giới hạn hữu hạn. Gọi a là giới x a hạn đó thì chuyển đẳng thức x n1  2 sang giới hạn, ta được a  2 . Ngoài ra ta cũng có a  2. n x Xét phương trình x  2  ln x  ln( 2)  x  2 . Suy ra lim un  2 x 3. Bài tập tự giải:   2 un  1 2012 Bài 1: Cho dãy số u1 2012 và un1   un   . Tìm giới hạn dãy số? Bài 2: Cho dãy số u1 2012 và un1  un2  6 . Tìm giới hạn dãy số? 2un  1 2n . Tìm giới hạn dãy số? n! 2un  un ln 2  1  1 u  2012 Bài 3: Cho dãy số 1 và un1  . Tìm giới hạn dãy số? 2un ln 2  1 n 1 Bài 4: Cho dãy số un1   1   . Tìm giới hạn dãy số?  n Cho dãy số un  Bài 5: Cho dãy số u1 b và un1  un2  (1  2a)un  a 2 . Xác định a, b để dãy số có giới hạn và tìm giới hạn dãy số? Bài 6: Cho dãy số un1  n  1  21 22 2n    ...    . Tìm giới hạn dãy số? 2n1  1 2 n  V) Phương pháp sử dụng sai phân 1. Kiến thức sử dụng: n n - Sai phân:  k  xk 1  xk    k   xk 1  xk  xn1  x1 k 1 k 1 Ý tưởng chính: Biểu diễn tổng các số hạng qua sai phân 2. Các ví dụ: u1 = 2008 Bài 1:  2 2 u n+1 = u n - 4013u n + 2007 (n  1) a) Chứng minh: u n  n + 2007 . 1 1 1 + + ... + b) Đặt x n = u1 - 2006 u 2 - 2006 u n - 2006 Tìm lim x n Nguyễn Minh Tuấn - GV trường THPT Chuyên QB Giới hạn của dãy số HD: a) Bạn đọc tự giải. Câu b): un 1  un2 - 4013un  2007 2  (un 1  2007)  (un  2006)(un  2007) 1 1   un1  2007 (un  2006)(un  2007) 1 1 1    un1  2007 un  2007 un  2006 Suy ra xn   1 1 1   ...  u1 - 2006 u2 - 2006 un - 2006 1 1 1   1 u1 - 2007 u n 1 - 2007 un 1 - 2007 Suy ra lim un  1 u1  1  Bài 2: Cho dãy số ( un ) xác định như sau:  un 1 2011  u  1  un , n  N , n  1  n  u12011 u22011 un2011  Tính lim    ...   u u un 1  3  2 Ta có: HD: un1 1 1 un2011 2011 2012 2012  1  un  un 1  un  un  un1  un  un    un un un 1 un1 u12011 u22011 un2011 1 1 1 Suy ra:   ...    1 u2 u3 un 1 u1 un1 un 1 1 Chứng minh lim un    lim 0 un1  u12011 u22011 un2011  Vậy lim    ...   =1 u u u 3 n 1   2 u1  5  Bài 3: Cho dãy số:  un2010  3un  16 u   n1 u 2009  u  11 n n  n 1 Tính lim  2009 7 i 1 ui HD: Ta có: Nguyễn Minh Tuấn - GV trường THPT Chuyên QB Giới hạn của dãy số u 4 2009 n  7   un  4  1 1 1   un2009  7  (un  4) un 1  4 un  4 un2009  7 n 1 1 1 1 Suy ra:  2009   1  7 u1  4 un 1  4 un1  4 i 1 ui 1 Chứng minh lim un    lim 0 un1  4 n 1 Vậy lim  2009 =1 u  7 i 1 i 1  u  1  2 Bài 4: Cho dãy số ( un ) xác định như sau:  2 u  un  4un  un , n  N , n  1  n1 2 n 1 Tính lim  2 i 1 ui 1 1 1 HD: Ta có: 2   ui ui1 ui n 1 1 1 1 1 Suy ra:  2  2    6  u1 u1 un un i 1 ui 1 Chứng minh lim un    lim  0 un n 1 Vậy lim  2 =6 i 1 ui un1  lim xn  1 3. Bài tập tự giải: u1  3  1 2 Bài 1: Cho dãy số:  u   n1 2 un  un  2 n 1 Tính nlim ?   i 1 ui (n  1) u1  1 Bài 2: Cho dãy số:  un1  un (un  1)(un  2)(un  3)  1 Nguyễn Minh Tuấn - GV trường THPT Chuyên QB (n  1) Giới hạn của dãy số n 1 ? i 1 ui  2 u1  a  1 Bài 3: Cho dãy số:  2  2010un 1  un  2009un (n  1) n ui Tính nlim ?   i 1 ui 1  1 VI) Phương pháp lượng giác hóa 1. Kiến thức sử dụng: - Biểu diễn số hạng tổng quát của dãy số bằng công thức lượng giác để tính giới hạn: công thức nhân đôi, nhân ba, các hằng đẳng thức lượng giác. - Ý tưởng chính: Nhận dạng và dùng công thức lượng giác phù hợp để biểu diễn các số hạng của dãy số. Chú ý các số hạng đầu là các giác trị lượng giác đặc biệt nào? Tính nlim   2. Các ví dụ: Bài 1: Cho dãy số u1  u 1 và un1  2un2  1 . Tìm giới hạn dãy số n ? 2 n 1   cos 2 3 2n   cos 3 HD: Ta có: u1  Ta có un1 Suy ra lim un 0 n  x1  1  1  xn2  1 .Tìm giới hạn dãy số? Bài 2: Cho dãy số   x n 1  xn  HD: Chứng minh: xn  tan Bài 3: Cho dãy số x1   . Vậy 2 n 1 lim xn  0. n  1 1 1 và xn1   xn  xn2  n 2 2 4 HD: Chứng minh: xn    Tìm giới hạn dãy số?  1  1 cot n n 1 . Vậy lim xn  . n  2 2 2 Bài 4: Cho dãy số u1 2 và un1  un4 u . Tìm giới hạn dãy số n ? 4 2 n un  8un  8 Nguyễn Minh Tuấn - GV trường THPT Chuyên QB Giới hạn của dãy số HD: Ta có: 1 8 8  1  2  4  an 1  1  8an2  8an4  2(2an2  1)2  1 un1 un un Mặt khác: a1  Suy ra lim 1  4n   cos . Ta có un1  cos 2 3 3 un 0 n Bài 5: Cho dãy số un  2  2  2...  2 . Tìm giới hạn dãy số un ? 2  2  2...  2 HD: Chứng minh: xn  tan  . Vậy 2 n 1 lim xn  0. n  3. Bài tập tự giải: 2  2 1  un2 1 Bài 1: Cho dãy số u1  và un1  . Tìm giới hạn dãy số 2n un ? 2 2 u 3  un Bài 2: Cho dãy số u1  3 và un1  . Tìm giới hạn dãy số n ? n 1  3un u v Bài 3: Cho 2 dãy số u1 a 0 và un1  n n , v1 b 0; b a và vn1  un 1vn . Tìm giới 2 hạn hai dãy số? VI) Phương pháp sử các tính chất của hàm sô (dãy số cho bởi phương trình) 1. Kiến thức sử dụng: - Tính chất của hàm số: tính liên tục và các định lí liên quan: định lí về giá trị trung gian, chứng minh phương trình có nghiệm duy nhất; đạo hàm, ứng dụng của đạo hàm và định lí Lagrange, ... - Ý tưởng chính: Sử dụng các tính chất của hàm số để xác định số hạng dãy số cho bởi phương trình. 2. Các ví dụ: Bài 1: Cho xn là nghiệm của phương trình: x n  x n1 x n 2 x 1  2  ...  n1  n 2 2 2 2 Chứng minh rằng phương trình có duy nhất một nghiệm dương. Tính lim xn ? HD: Phương trình tương đương f n ( x )  2n x n  2n1 x n1  ...  2 x  1  0 1 1 Ta có: f n (0)  0 và f n ( )  0 nên xn   0;  . Dãy số xn giảm, suy ra tồn tại giới hạn 2  2 n 2 xn (1  (2 xn ) ) 1 lim xn  a . Ta có:  1 a  1  2 xn 4 Bài 2: Ký hiệu xn là nghiệm của phương trình thuộc khoảng (0, 1) a) Chứng minh dãy {xn} có giới hạn. Nguyễn Minh Tuấn - GV trường THPT Chuyên QB 1 1 1   ...  0 x x 1 xn Giới hạn của dãy số b) Hãy tìm giới hạn đó. 1 x HD: xn được xác định duy nhất vì hàm số f n ( x )   điệu trên (0, 1). Ta có: f n 1 ( x)  f n ( x )  1 1  ...  liên tục và đơn x 1 xn 1  f n 1 ( x )  0 có nghiệm xn1  (0; xn ) . Do x  n 1 đó dãy số giảm. Giả sử lim xn  a . Ta có: 0= 1 1 1 1 1 1 1 1 1   ...      ...    0 xn xn  1 xn  n xn  1  2 n a a Vậy ta phải có lim xn = 0. Bài 3: (VMO 2007) Cho số thực a > 2 và fn(x) = a10xn+10 + xn + …+x + 1. a) Chứng minh rằng với mỗi số nguyên dương n, phương trình fn(x) = a luôn có đúng một nghiệm dương duy nhất. b) Gọi nghiệm đó là xn, chứng minh rằng dãy {xn} có giới hạn hữu hạn khi n dần đến vô cùng. HD: a) Hàm số fn(x) tăng trên (0, +) và f (0)  0 và f (1)  0 nên 0 < xn < 1. Chứng minh dãy xn tăng, tức là xn+1 > xn. Xét fn+1(xn) = a10xnn+11 + xnn+1 + xnn + … + x + 1 = xnfn(xn) + 1 = axn + 1 Suy ra f (1)  a và f ( xn )  a , do đó xn < xn+1 < 1. Đặt c = (a-1)/a < 1 fn(c) – fn(xn) = kcn (với k = (a-1)((a-1)9 – 1) > 0) Theo định lý Lagrange thì fn(c) – fn(xn) = f’()(c – xn) với  thuộc (xn, c) Nhưng f’() = (n+10)a10n+9 + nn-1 + …+ 1 > 1 nên từ đây suy ra kcn > c – xn Từ đó ta có c – kcn < xn < c Vậy lim xn = c. 3. Bài tập tự giải: Bài 1: (VMO 2002) Cho n là một số nguyên dương. Chứng minh rằng phương trình 1 1 1 1   ...  2  có một nghiệm duy nhất xn > 1. Chứng minh rằng khi n x  1 4x  1 n x 1 2 dần đến vô cùng, xn dần đến 4. Bài 2: Cho n là một số nguyên dương > 1. Chứng minh rằng phương trình xn = x2 + x + 1 có một nghiệm dương duy nhất, ký hiệu là xn. Hãy tìm số thực a sao cho giới n a ( x n  xn 1 ) tồn tại, hữu hạn và khác 0. hạn lim n  Nguyễn Minh Tuấn – GV trường THPT Chuyên QB Giới hạn của dãy số KẾT LUẬN Dãy số là một chuyên đề quan trọng trong giải tích toán học. Các bài toán liên quan đến dãy số luôn mang đến sự hấp dẫn bởi kỹ thuật và phương pháp giải chúng. Bài viết trình bày một số phương pháp tìm giới hạn của dãy số, các ý tưởng, ví dụ và bài tập đã được sắp xếp một cách có hệ thống nhằm giúp cho đối tượng học sinh có điều kiện ôn tập, nghiên cứu, phát triển. Do trình độ còn hạn chế nên trong bài viết không thể tránh khỏi những sai sót về trình bày cũng như về chuyên môn. Rất mong bạn đọc góp ý kiến. Xin chân thành cảm ơn. Nguyễn Minh Tuấn – GV trường THPT Chuyên QB
guest
0 Comments
Inline Feedbacks
View all comments

Bài viết tương tự

Scroll to Top