Tính giới hạn của dãy số n trừ căn n khi n tiến đến vô cực
Problem:
Tính \(\mathop {\lim}\limits_{n \to +\infty} \left(n - \sqrt{n}\right)\).
Problem Analysis
Problem Summary
Bài cho dãy số có số hạng tổng quát \(a_n = n - \sqrt{n}\), cần tìm giới hạn khi \(n \to +\infty\).
Required Knowledge
Công thức \(\mathop{\lim}\limits_{n \to +\infty} \dfrac{1}{n^k} = 0\) với \(k > 0\); quy tắc tính giới hạn tích: nếu một nhân tử tiến đến \(+\infty\) và nhân tử còn lại tiến đến hằng số dương thì tích tiến đến \(+\infty\).
Solution Method
Có một cách giải chính. Đặt thừa số \(n\) ra ngoài để đưa biểu thức về dạng tích \(n \cdot \left(1 - \dfrac{1}{\sqrt{n}}\right)\), rồi tính giới hạn từng nhân tử.
Real-world Application
Nếu mỗi năm số lượng học sinh toàn trường tăng theo quy luật \(n - \sqrt{n}\) (người), thì sau rất nhiều năm, số học sinh tăng thêm mỗi năm sẽ ngày càng lớn không có giới hạn — đó chính là ý nghĩa của giới hạn bằng \(+\infty\).
Hints (0/3)
Hint 1:
Biểu thức \(n - \sqrt{n}\) có dạng \(\infty - \infty\), chưa kết luận ngay được. Em hãy thử đặt nhân tử chung \(n\) ra ngoài để phá dạng vô định này.
Hint 2:
Sau khi đặt nhân tử: \(n - \sqrt{n} = n \cdot \left(1 - \dfrac{1}{\sqrt{n}}\right)\). Bây giờ em tính riêng giới hạn của \(n\) và giới hạn của \(\left(1 - \dfrac{1}{\sqrt{n}}\right)\) khi \(n \to +\infty\).
Hint 3:
\(\mathop{\lim}\limits_{n \to +\infty} \dfrac{1}{\sqrt{n}} = 0\) vì \(\sqrt{n} = n^{1/2}\) với \(k = \dfrac{1}{2} > 0\). Suy ra nhân tử thứ hai tiến đến \(1 > 0\), còn nhân tử đầu \(n \to +\infty\). Kết luận tích tiến đến \(+\infty\).
Detailed solution
Ta biến đổi biểu thức bằng cách đặt nhân tử \(n\):
\[n - \sqrt{n} = n \cdot \left(1 - \dfrac{1}{\sqrt{n}}\right)\]
Xét từng nhân tử:
\[\mathop{\lim}\limits_{n \to +\infty} n = +\infty\]
\[\mathop{\lim}\limits_{n \to +\infty} \left(1 - \dfrac{1}{\sqrt{n}}\right) = 1 - 0 = 1\]
Vì \(\mathop{\lim}\limits_{n \to +\infty} n = +\infty\) và \(\mathop{\lim}\limits_{n \to +\infty} \left(1 - \dfrac{1}{\sqrt{n}}\right) = 1 > 0\), nên:
\[\mathop{\lim}\limits_{n \to +\infty} \left(n - \sqrt{n}\right) = +\infty\]
Exercises in this lesson— Bài 15. Giới hạn của dãy số