Kérjük, megoldja ezt? melyik opció helyes?

Kérjük, megoldja ezt? melyik opció helyes?
Anonim

Ezt könnyen el lehet látni elemi eszközökkel, így csak számszerűen megoldottam és megkaptam:

Megvizsgáltam az integrált elemet #n = 1, 1,5, 2,…, 9,5, 10, 25, 50, 75, 100 #. Addigra egyértelműen elérte #0.5#.

Válasz:

Lásd lentebb.

Magyarázat:

# int_0 ^ 1 (n x ^ (n-1)) / (1 + x ^ 2) dx le int_0 ^ 1n x ^ (n-1) dx = 1 #

# int_0 ^ 1 (n x ^ (n-1)) / (1 + x ^ 2) dx ge 1/2 int_0 ^ 1n x ^ (n-1) dx = 1/2 #

vagy

# 1/2 le int_0 ^ 1 (n x ^ (n-1)) / (1 + x ^ 2) dx le 1 #

Most feltételezve, hogy az egyik válasz igaz, a legtermészetesebb a negyedik 4)

JEGYZET

mert #x a 0,1 #

# 1/2 le 1 / (1 + x ^ 2) le 1 #

Válasz:

#1/2#

Magyarázat:

Amint azt egy korábbi megoldásban már bemutattuk, #I_n = int_0 ^ 1 (nx ^ (n-1)) / (1 + x ^ 2) dx #

létezik és korlátozott:

# 1/2 le I_n <1 #

Most integráljon részegységekkel

# I_n = ((int nx ^ (n-1) dx) / (1 + x ^ 2)) _ 0 ^ 1-int_0 ^ 1 x ^ n alkalommal (- (2x) / (1 + x ^ 2) ^ 2) dx #

#qquad = (x ^ n / (1 + x ^ 2)) _ 0 ^ 1 + 2int_0 ^ 1 x ^ (n + 1) / (1 + x ^ 2) ^ 2dx #

#qquad = 1/2 + J_n #

Most már # 0 <(1 + x ^ 2) ^ - 1 <1 # ban ben #(0,1)#

#J_n = 2 / (n + 2) int_0 ^ 1 ((n + 2) x ^ (n + 1)) / (1 + x ^ 2) ^ 2 dx #

#qquad <= 2 / (n + 2) int_0 ^ 1 ((n + 2) x ^ (n + 1)) / (1 + x ^ 2) dx = 2 / (n + 2) I_ (n + 2) #

Mivel #lim_ (n - oo) I_n # létezik, van

#lim_ (n - oo) J_n = lim_ (n - oo) 2 / (n + 2) I_ (n + 2) = lim_ (n - oo) 2 / (n + 2) lim_ (n - oo) I_ (n + 2) = 0 #

Ennélfogva

# lim_ (n - oo) I_n = 1/2 #