【数Ⅲ】極限:数列の極限と関数の極限の違いを解説します - 質問解決D.B.(データベース)

【数Ⅲ】極限:数列の極限と関数の極限の違いを解説します

問題文全文(内容文):
数列の極限と関数の極限の違いを解説します
チャプター:

0:00 オープニング
0:24 nとxの極限の意味
1:19 結果が同じ場合
1:55 結果が違う場合
3:27 エンディング

単元: #関数と極限#数列の極限#関数の極限#数学(高校生)#数Ⅲ
指導講師: 理数個別チャンネル
問題文全文(内容文):
数列の極限と関数の極限の違いを解説します
投稿日:2021.11.08

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弘前大学過去問題
n自然数
$x^3+3nx^2-(3n+2)=0$
(1)全ての自然数nについて正の解をただ1つしかもたないことを示せ。
(2)各自然数nに対して正の解を$a_n$とする。
 $\displaystyle\lim_{n \to \infty}a_n$を求めよ。
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正の数$x$に対して定義された次の関数$f(x)$を考える。
$f(x)=\displaystyle \lim_{ n \to \infty }\displaystyle \frac{4x^{n+1}+ax^n+log\ x+1}{x^{n+2}+x^n+1}$
ここで、$a$は定数である。
このとき、次の各問いに答えよ。

(1)
極限計算により関数$f(x)$を求めると
$0 \lt x \lt 1$のとき$f(x)=\fcolorbox{black}{ #fffff }{ ア },f(1)=\fcolorbox{black}{ #fffff }{ イ },x \gt 1$のとき$f(x)=\fcolorbox{black}{ #fffff }{ ウ }$。

(2)
関数$f(x)$が$x=1$で連続になるときの$a$の値を求めよ。
以下、$a$はこの値とする。

(3)
関数$f(x)$の増減、極値および$f(x)=0$をみたす$x$の値を調べて、関数$f(x)$のグラフ$C$の概形を描け。

(4)
関数$f(x)$のグラフ$C$と直線$x=\sqrt{ 3 }$および$x$軸で囲まれる部分の面積を求めよ。
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指導講師: 福田次郎
問題文全文(内容文):
$\boxed{4}$自然数$n$に対し,$f_n(x)=x^{-1+\frac{1}{n}}(x\gt 0)$とおく.
また,正の実数$a_n$は$\displaystyle \int_{1}^{a_n}f_n(x)dx=1$満たすものとする.次の問い 
答えよ.

(1)関数$f_n(x)$の不定積分を求めよ.

(2)$a_n$の値と極限$\displaystyle \lim_{n\to\infty}a_n$を求めよ.また,正の実数$b_n$が$\displaystyle \int_{1}^{b_n}f_{n+1}(x)dx=-1$を満たすとき,$b_n$の値と極限$\displaystyle \lim_{n\to\infty}b_n$を求めよ.

(3)2以上の自然数$k$に対して$\displaystyle \int_{k-1}^{k}f_n(x)dx \gt \dfrac{1}{k}$を示し,これを利用して$a_n\lt 4$を証明せよ.

(4)$\displaystyle \int_{1}^{a_n}f_{n+1}(x)dx\lt 1$を示し,これを利用して$a_n\lt a_{n+1}$を証明せよ.

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指導講師: 福田次郎
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(4)数列$\left\{a_n\right\},\left\{b_n\right\}$(ただし$a_1\neq 0$かつ$a_1\neq 1$)に対して1次関数
$f_n(x)=a_nx+b_n (n=1,2,\ldots)$
を定める。また、$\alpha=a_1, \beta=b_1$とおく。すべての自然数nに対して
$(f_n◦f_1)(x)=f_{n+1}(x)$
が成り立つとき、数列$\left\{a_n\right\},\left\{b_n\right\}$の一般項を$\alpha$と$\beta$の式で表すと
$a_n=\boxed{\ \ ク\ \ }, b_n=\boxed{\ \ ケ\ \ }$
となる。

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