下列各题中,哪些数列收敛,哪些数列发散?对收敛数列,通过观察(xn)的变化-|||-趋势,写出它们的极限:-|||-(1) dfrac {1)({2)^n}} ;-|||-(2) {(-1))^ndfrac (1)(n)} ;-|||-(3) 2+dfrac {1)({n)^2}} ;-|||-(4)[n+1]-|||-(5) n{(-1))^n} ;-|||-(6) dfrac {{2)^n-1}({3)^n}} -|||-(7) n-dfrac {1)(n)} ;-|||-(8) [ {(-1))^n+1] dfrac (n+1)(n)}
题目解答
答案
解析
考查要点:数列收敛与发散的判断,极限的计算。
解题思路:
- 收敛数列的极限存在且唯一,需判断数列是否趋向某个固定值;
- 发散数列的极限不存在(如振荡、趋向无穷大);
- 关键方法:观察通项趋势、拆分项、分子分母同除以最高次项、利用极限运算法则等。
(1) $\left\{ \dfrac{1}{2^n} \right\}$
分析:分母为指数函数$2^n$,随$n$增大,分母增长极快,整体趋近于$0$。
结论:收敛,极限为$0$。
(2) $\left\{ (-1)^n \dfrac{1}{n} \right\}$
分析:绝对值部分$\dfrac{1}{n}$单调递减趋于$0$,符号交替不影响极限存在性。
结论:收敛,极限为$0$。
(3) $\left\{ 2 + \dfrac{1}{n^2} \right\}$
分析:$\dfrac{1}{n^2}$随$n$增大趋近于$0$,整体趋近于$2 + 0 = 2$。
结论:收敛,极限为$2$。
(4) $\left\{ \dfrac{n-1}{n+1} \right\}$
分析:分子分母同除以$n$,得$\dfrac{1 - \dfrac{1}{n}}{1 + \dfrac{1}{n}}$,当$n \to \infty$时,$\dfrac{1}{n} \to 0$,极限为$1$。
结论:收敛,极限为$1$。
(5) $\left\{ n(-1)^n \right\}$
分析:绝对值$n$单调递增趋向$+\infty$,符号交替导致数列振荡发散。
结论:发散。
(6) $\left\{ \dfrac{2^n - 1}{3^n} \right\}$
分析:拆分为$\dfrac{2^n}{3^n} - \dfrac{1}{3^n}$,两部分均趋近于$0$(因$\dfrac{2}{3} < 1$)。
结论:收敛,极限为$0$。
(7) $\left\{ n - \dfrac{1}{n} \right\}$
分析:$n$趋向$+\infty$,$\dfrac{1}{n}$趋向$0$,整体趋向$+\infty$。
结论:发散。
(8) $\left\{ \left[ (-1)^n + 1 \right] \dfrac{n+1}{n} \right\}$
分析:
- 当$n$为偶数:$(-1)^n = 1$,表达式为$2 \cdot \dfrac{n+1}{n} \to 2$;
- 当$n$为奇数:$(-1)^n = -1$,表达式为$0 \cdot \dfrac{n+1}{n} = 0$。
子列极限不同,整体发散。
结论:发散。