题目
underset(lim)(n→∞)(14n+2(}^{^3n)+32n+4n){}^(1)/(n)= ____ .
$\underset{lim}{n→∞}$(14n+2${}^{{}^{3n}}$+32n+4n)${}^{\frac{1}{n}}$= ____ .
题目解答
答案
解:原式=$\underset{lim}{n→∞}$(1n+8n+9n+4n)${}^{\frac{1}{n}}$=$\underset{lim}{n→∞}$e${}^{ln({1}^{n}+{8}^{n}+{9}^{n}+{4}^{n})^{\frac{1}{n}}}$=$\underset{lim}{n→∞}$e${}^{\frac{ln({1}^{n}+{8}^{n}+{9}^{n}+{4}^{n})}{n}}$,
由洛必达法则可得$\underset{lim}{n→∞}$$\frac{ln({1}^{n}+{8}^{n}+{9}^{n}+{4}^{n})}{n}$=$\underset{lim}{n→∞}$$\frac{{1}^{n}•ln1+{8}^{n}•ln8+{9}^{n}•ln9+{4}^{n}•ln4}{{1}^{n}+{8}^{n}+{9}^{n}+{4}^{n}}$
=$\underset{lim}{n→∞}$$\frac{(\frac{1}{9})^{n}•ln1+(\frac{8}{9})^{n}•ln8+ln9+(\frac{4}{9})^{n}•ln4}{(\frac{1}{9})^{n}+(\frac{8}{9})^{n}+1+(\frac{4}{9})^{n}}$=$\frac{0+0+ln9+0}{0+0+1+0}$=ln9,
则$\underset{lim}{n→∞}$e${}^{\frac{ln({1}^{n}+{8}^{n}+{9}^{n}+{4}^{n})}{n}}$=eln9=9.
故答案为:9.
由洛必达法则可得$\underset{lim}{n→∞}$$\frac{ln({1}^{n}+{8}^{n}+{9}^{n}+{4}^{n})}{n}$=$\underset{lim}{n→∞}$$\frac{{1}^{n}•ln1+{8}^{n}•ln8+{9}^{n}•ln9+{4}^{n}•ln4}{{1}^{n}+{8}^{n}+{9}^{n}+{4}^{n}}$
=$\underset{lim}{n→∞}$$\frac{(\frac{1}{9})^{n}•ln1+(\frac{8}{9})^{n}•ln8+ln9+(\frac{4}{9})^{n}•ln4}{(\frac{1}{9})^{n}+(\frac{8}{9})^{n}+1+(\frac{4}{9})^{n}}$=$\frac{0+0+ln9+0}{0+0+1+0}$=ln9,
则$\underset{lim}{n→∞}$e${}^{\frac{ln({1}^{n}+{8}^{n}+{9}^{n}+{4}^{n})}{n}}$=eln9=9.
故答案为:9.
解析
步骤 1:简化表达式
原式可以简化为 $\underset{lim}{n→∞}$(1^{n}+8^{n}+9^{n}+4^{n})${}^{\frac{1}{n}}$,因为 $1^{4n}=1^{n}$,$2^{3n}=8^{n}$,$3^{2n}=9^{n}$,$4^{n}$ 保持不变。
步骤 2:应用对数
将原式转换为指数形式,即 $\underset{lim}{n→∞}$e${}^{ln({1}^{n}+{8}^{n}+{9}^{n}+{4}^{n})^{\frac{1}{n}}}$,再进一步转换为 $\underset{lim}{n→∞}$e${}^{\frac{ln({1}^{n}+{8}^{n}+{9}^{n}+{4}^{n})}{n}}$。
步骤 3:应用洛必达法则
对 $\underset{lim}{n→∞}$$\frac{ln({1}^{n}+{8}^{n}+{9}^{n}+{4}^{n})}{n}$ 应用洛必达法则,得到 $\underset{lim}{n→∞}$$\frac{{1}^{n}•ln1+{8}^{n}•ln8+{9}^{n}•ln9+{4}^{n}•ln4}{{1}^{n}+{8}^{n}+{9}^{n}+{4}^{n}}$。
步骤 4:计算极限
计算极限 $\underset{lim}{n→∞}$$\frac{(\frac{1}{9})^{n}•ln1+(\frac{8}{9})^{n}•ln8+ln9+(\frac{4}{9})^{n}•ln4}{(\frac{1}{9})^{n}+(\frac{8}{9})^{n}+1+(\frac{4}{9})^{n}}$,得到 $\frac{0+0+ln9+0}{0+0+1+0}$=ln9。
步骤 5:求解原式
将步骤 4 的结果代入原式,得到 $\underset{lim}{n→∞}$e${}^{\frac{ln({1}^{n}+{8}^{n}+{9}^{n}+{4}^{n})}{n}}$=e^{ln9}=9。
原式可以简化为 $\underset{lim}{n→∞}$(1^{n}+8^{n}+9^{n}+4^{n})${}^{\frac{1}{n}}$,因为 $1^{4n}=1^{n}$,$2^{3n}=8^{n}$,$3^{2n}=9^{n}$,$4^{n}$ 保持不变。
步骤 2:应用对数
将原式转换为指数形式,即 $\underset{lim}{n→∞}$e${}^{ln({1}^{n}+{8}^{n}+{9}^{n}+{4}^{n})^{\frac{1}{n}}}$,再进一步转换为 $\underset{lim}{n→∞}$e${}^{\frac{ln({1}^{n}+{8}^{n}+{9}^{n}+{4}^{n})}{n}}$。
步骤 3:应用洛必达法则
对 $\underset{lim}{n→∞}$$\frac{ln({1}^{n}+{8}^{n}+{9}^{n}+{4}^{n})}{n}$ 应用洛必达法则,得到 $\underset{lim}{n→∞}$$\frac{{1}^{n}•ln1+{8}^{n}•ln8+{9}^{n}•ln9+{4}^{n}•ln4}{{1}^{n}+{8}^{n}+{9}^{n}+{4}^{n}}$。
步骤 4:计算极限
计算极限 $\underset{lim}{n→∞}$$\frac{(\frac{1}{9})^{n}•ln1+(\frac{8}{9})^{n}•ln8+ln9+(\frac{4}{9})^{n}•ln4}{(\frac{1}{9})^{n}+(\frac{8}{9})^{n}+1+(\frac{4}{9})^{n}}$,得到 $\frac{0+0+ln9+0}{0+0+1+0}$=ln9。
步骤 5:求解原式
将步骤 4 的结果代入原式,得到 $\underset{lim}{n→∞}$e${}^{\frac{ln({1}^{n}+{8}^{n}+{9}^{n}+{4}^{n})}{n}}$=e^{ln9}=9。