12.极限lim_(ntoinfty)(n^2+1)/((n+1)(n^2)+4)= ( )A. 0B. 1C. 2D. infty
A. 0
B. 1
C. 2
D. $\infty$
题目解答
答案
解析
本题考查数列极限的计算,解题思路是先对原式进行化简,然后根据极限的运算法则来求解。
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首先对原式的分子分母进行展开:
已知原式为$\lim_{n\to\infty}\frac{n^{2}+1}{(n + 1)(n^{2}+4)}$,将分母$(n + 1)(n^{2}+4)$展开,根据多项式乘法法则$(a+b)(c+d)=ac+ad+bc+bd$可得:
$(n + 1)(n^{2}+4)=n\times n^{2}+n\times4 + 1\times n^{2}+1\times4=n^{3}+4n + n^{2}+4=n^{3}+n^{2}+4n + 4$
此时原式变为$\lim_{n\to\infty}\frac{n^{2}+1}{n^{3}+n^{2}+4n + 4}$。 -
然后分子分母同时除以$n$的最高次幂$n^{3}$:
$\lim_{n\to\infty}\frac{n^{2}+1}{n^{3}+n^{2}+4n + 4}=\lim_{n\to\infty}\frac{\frac{n^{2}}{n^{3}}+\frac{1}{n^{3}}}{\frac{n^{3}}{n^{3}}+\frac{n^{2}}{n^{3}}+\frac{4n}{n^{3}}+\frac{4}{n^{3}}}=\lim_{n\to\infty}\frac{\frac{1}{n}+\frac{1}{n^{3}}}{1+\frac{1}{n}+\frac{4}{n^{2}}+\frac{4}{n^{3}}}$ -
最后根据极限运算法则$\lim_{n\to\infty}\frac{1}{n^k}=0$($k\gt0$)来计算极限:
$\lim_{n\to\infty}\frac{\frac{1}{n}+\frac{1}{n^{3}}}{1+\frac{1}{n}+\frac{4}{n^{2}}+\frac{4}{n^{3}}}=\frac{\lim_{n\to\infty}(\frac{1}{n}+\frac{1}{n^{3}})}{\lim_{n\to\infty}(1+\frac{1}{n}+\frac{4}{n^{2}}+\frac{4}{n^{3}})}$
因为$\lim_{n\to\infty}\frac{1}{n}=0$,$\lim_{n\to\infty}\frac{1}{n^{3}}=0$,$\lim_{n\to\infty}\frac{4}{n^{2}}=0$,$\lim_{n\to\infty}\frac{4}{n^{3}}=0$,$\lim_{n\to\infty}1 = 1$,所以:
$\frac{\lim_{n\to\infty}(\frac{1}{n}+\frac{1}{n^{3}})}{\lim_{n\to\infty}(1+\frac{1}{n}+\frac{4}{n^{2}}+\frac{4}{n^{3}})}=\frac{0 + 0}{1+0 + 0+0}=0$