下列数列中极限存在的是()A. x_(n)=(n^2+1)/(n)B. x_(n)=nC. x_(n)=(-1)^n+1D. x_(n)=(n+1)/(n)
A. $x_{n}=\frac{n^{2}+1}{n}$
B. $x_{n}=n$
C. $x_{n}=(-1)^{n+1}$
D. $x_{n}=\frac{n+1}{n}$
题目解答
答案
解析
本题考查数列极限的概念及计算,解题思路是分别对每个选项中的数列求极限,根据极限是否存在来判断该选项是否符合要求。
选项A
对于数列$x_{n}=\frac{n^{2}+1}{n}$,将其化简为$x_{n}=n + \frac{1}{n}$。
根据极限的运算法则$\lim\limits_{n \to \infty}(a_{n}+b_{n})=\lim\limits_{n \to \infty}a_{n}+\lim\limits_{n \to \infty}b_{n}$,分别求$\lim\limits_{n \to \infty}n$和$\lim\limits_{n \to \infty}\frac{1}{n}$。
- $\lim\limits_{n \to \infty}n = +\infty$,因为当$n$无限增大时,$n$的值也无限增大。
- $\lim\limits_{n \to \infty}\frac{1}{n} = 0$,当$n$无限增大时,$\frac{1}{n}$的值无限趋近于$0$。
所以$\lim\limits_{n \to \infty}x_{n}=\lim\limits_{n \to \infty}(n + \frac{1}{n})=\lim\limits_{n \to \infty}n + \lim\limits_{n \to \infty}\frac{1}{n}= +\infty + 0 = +\infty$,极限不存在。
选项B
对于数列$x_{n}=n$,当$n$无限增大时,$n$的值也无限增大,即$\lim\limits_{n \to \infty}n = +\infty$,极限不存在。
选项C
对于数列$x_{n}=(-1)^{n + 1}$,当$n$为奇数时,$x_{n}=1$;当$n$为偶数时,$x_{n}=-1$。
随着$n$的增大,数列的值在$1$和$-1$之间来回跳动,不趋近于一个确定的值,所以$\lim\limits_{n \to \infty}(-1)^{n + 1}$不存在。
选项D
对于数列$x_{n}=\frac{n + 1}{n}$,将其化简为$x_{n}=1 + \frac{1}{n}$。
根据极限的运算法则$\lim\limits_{n \to \infty}(a_{n}+b_{n})=\lim\limits_{n \to \infty}a_{n}+\lim\limits_{n \to \infty}b_{n}$,分别求$\lim\limits_{n \to \infty}1$和$\lim\limits_{n \to \infty}\frac{1}{n}$。
- $\lim\limits_{n \to \infty}1 = 1$,常数的极限就是其本身。
- $\lim\limits_{n \to \infty}\frac{1}{n} = 0$,当$n$无限增大时,$\frac{1}{n}$的值无限趋近于$0$。
所以$\lim\limits_{n \to \infty}x_{n}=\lim\limits_{n \to \infty}(1 + \frac{1}{n})=\lim\limits_{n \to \infty}1 + \lim\limits_{n \to \infty}\frac{1}{n}= 1 + 0 = 1$,极限存在。