用夹逼定理求lim(n→∞)[√(n^2+n)-n]^(1/n)

问题描述:

用夹逼定理求lim(n→∞)[√(n^2+n)-n]^(1/n)

首先观察,√(n^2+n)-n=n/[√(n^2+n)+n],它在n→∞时于1/2,而1/n→0.这里并没有出现类似“0^0”“1^∞”的极限不定式,因此可以猜测lim(n→∞)[√(n^2+n)-n]^(1/n)=1.
要用夹逼定理证明这个结论,只需要证明√(n^2+n)-n在两个常数之间(这时再给它们加个1/n次方,再取极限,就都是1了).
而√(n^2+n)-n=n/[√(n^2+n)+n]=n/[√(n^2+n)+n]=1/[√(1+1/n)+1]单增,故有√(2)-1<√(n^2+n)-n<1/2,分析完毕.
证明:
由于√(n^2+n)-n=n/[√(n^2+n)+n]=n/[√(n^2+n)+n]=1/[√(1+1/n)+1]单增,
故有√(2)-1<√(n^2+n)-n<1/2
[√(2)-1]^(1/n)<[√(n^2+n)-n]^(1/n)<(1/2)^(1/n)
故1=lim(n→∞)[√(2)-1]^(1/n)≤lim(n→∞)[√(n^2+n)-n]^(1/n)≤lim(n→∞)(1/2)^(1/n)=1
即有lim(n→∞)[√(n^2+n)-n]^(1/2)=1.