设连续函数f(x)在[1,+∞)单调减少,且f(x)>0,若un=nk=1f(k)-∫n1f(x)dx,证明:limn→

设连续函数f(x)在[1,+∞)单调减少,且f(x)>0,若un=
n
k=1
f(k)-
n
1
f(x)dx,证明:
lim
n→∞
un存在.
igh12 1年前 已收到1个回答 举报

Morningdeer 幼苗

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解题思路:根据un的表达式,利用函数f(x)的连续性、单调性与非负性再加上积分中值定理,证明数列{un}是单调有界,从而数列极限存在.

证明:
∵函数f(x)在[1,+∞)上连续,
∴对于∀n∈N+,f(x)在闭区间[n,n+1]是连续的,从而中值定理成立.
从而:un+1−un=
n+1

k=1f(k)−
n

k=1f(k)−
∫n+11f(x)dx+
∫n1f(x)dx=f(n+1)−
∫n+1nf(x)dx=f(n+1)−f(ξ),其中ξ∈(n,n+1),
由f(x)在x>1时连续且单调减小知:f(n+1)≤f(ξ),
∴un+1≤un,∀n∈N+成立,
从而数列{un}单调减小,
又:
un=f(1)+f(2)+…+f(n)−
∫n1f(x)dx


=[f(1)−
∫21f(x)dx]+[f(2)−
∫32f(x)dx]+…+[f(n−1)−
∫nn−1f(x)dx]+f(n)
>[f(1)−
∫21f(1)dx]+[f(2)−
∫32f(2)dx]+…+[f(n−1)−
∫nn−1f(n−1)dx]+f(n)
=f(n)>0
从而:{un}有下界,
由单调有界原理知:极限
lim
n→∞un存在,证毕.

点评:
本题考点: 数列极限的证明;函数极限存在性的判别和证明综合.

考点点评: 数列极限的证明,常用的两个定理“夹逼定理”和“单调有界定理”要依据题目熟练应用.

1年前

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