今回考えてもらう問題はコチラです。
類題2はこちら(画像をクリックするとPDFファイルで開きます。)
「類題2?」と思うかもしれませんね。
この京都大学の問題はただの極限計算と言いつつも、意外と出来が芳しくないタイプの問題です。
この問題が難なくクリアーできる受験生は問題ありませんが、右往左往するようであれば、目線が定まっていません。
この目線をしっかりと固定するための例題と類題1を準備します。
類題2で右往左往するようであれば、例題、類題1をマスターしてからもう一度チャレンジしてみてください。
恐らく見える景色が変わります。
ここからスライドボックスで隠します。
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例題はこちら(画像をクリックするとPDFファイルで開きます。)
類題1はこちら(画像をクリックするとPDFファイルで開きます。)
例題について
例題はこちら(再掲)(画像をクリックするとPDFファイルで開きます。)
例えば
\(\displaystyle \lim_{n \to \infty}(2^{n}+3^{n})^{\frac{1}{n}}\) であれば
$$\begin{eqnarray}
\displaystyle \lim_{n \to \infty}(2^{n}+3^{n})^{\frac{1}{n}}&=&\displaystyle \lim_{n \to \infty}\{3^{n}\{(\displaystyle \frac{2}{3})^{n}+1\}\}^{\frac{1}{n}} \\
&=&\displaystyle \lim_{n \to \infty}3 \cdot \{(\displaystyle \frac{2}{3})^{n}+1\}^{\frac{1}{n}}\\
&=&3
\end{eqnarray}$$
というように、
という態度がモノを言います。
これについては極限計算における常套手段の一つです。
一般論では
今回の一般論
\(\displaystyle \lim_{n \to \infty}(a^{n}+b^{n})^{\frac{1}{n}}\)
であれば
- \(a^{n}\) と \(b^{n}\) のどちらがより強きものか
ということに注目したくなるでしょう。
そうなると
- \(0 \leq a \lt b\) のとき
- \(0 \leq b \lt a\) のとき
- \(0 \leq a=b\) のとき
という場合分けを自然に行いたくなるはずです。
要領自体は上で行った具体例とほぼ同じです。
類題1について
類題1はこちら(再掲)(画像をクリックするとPDFファイルで開きます。)
この問題も一般化してしまい
\(\displaystyle \lim_{n \to \infty}\displaystyle \frac{1}{n} \log{(a^{n}+b^{n})}\)
を求めてしまいます。
この一般論において \(b=a^{2}\) とすればいいわけです。
そして、この一般論は
\(\displaystyle \lim_{n \to \infty} \log{(a^{n}+b^{n})^{\frac{1}{n}}}\)
であり、本質的には例題と同じです。
例題の解答はコチラ
類題1の解答はコチラ
類題2について
類題2はこちら(再掲)(画像をクリックするとPDFファイルで開きます。)
例題を経由していると目線が定まっているでしょう。
類題2の解答はコチラ