■正項数列の極限
以下の正項数列{an},an>0について,n→∞としたときの
bn=(a1+an+1/an)^n
の極限を調べよ.
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[1]an=1の場合,bn=2^n→∞
[2]an=nの場合,bn=(1+2/n)^n→e^2
[3]an=n^2の場合,bn=(1+2/n・(n+1)/n)^n→e^2
[4]a1=c,an=nの場合,
bn=(1+(1+c)/n)^n→e^1+c
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bn=(a1+an+1^c/an^c)^n
[5]an=nの場合
bn=(1+(n+1)^c/n^c)^n
∞(0<c<1),e^2(c=1),e^c(c>1)
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実は
bn=(a1+an+1/an)^n
については
lim(supbn)≧e
が証明される.
lim(sup(a1+an+1/an)^n)≧lim(1+1/n)^n
←→limsup(n(a1+an+1)/(n+1)an)^n)≧1
証明は割愛するが,もし,
limsup(n(a1+an+1)/(n+1)an)^n)<1
と仮定すると,矛盾を導き出すことができるのである.
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