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普考申論題 106年 [氣象] 微積分

第 二 題

📖 題組:
試分別求下列的極限值:(每小題 10 分,共 20 分)
📝 此題為申論題,共 2 小題

小題 (二)

lim_{n→∞} Σ_{k=1}^n ($\sqrt{5n+k} - \sqrt{n}) / \sqrt{n^3}$

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觀察到求極限式為無窮級數連加求和,且分子分母可同除以共同項產生 k/n 的結構,應立即聯想到利用「黎曼和(Riemann Sum)」定理。解題關鍵在於提取 1/n 作為區間寬度 Δx,並將 k/n 轉換為變數 x,將極限轉化為計算定積分。

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【解題思路】觀察到極限內部為無窮級數求和且可提取出 $k/n$ 結構,應利用黎曼和定理(Riemann Sum)將其轉化為定積分進行計算。 【詳解】 已知極限式為:

小題 (一)

lim_{n→∞} $\sqrt$[n]{5n}

思路引導 VIP

遇到變數同時出現在底數與指數的極限(此題為 ∞^0 不定型),應優先考慮取自然對數轉換為分數形式。轉換後若符合 ∞/∞ 不定型,即可將離散變數對應至連續變數,並利用洛必達法則求出對數極限值,最後再以指數還原。

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【解題思路】利用自然對數將 ∞^0 不定型轉換為分數形式,再套用洛必達法則求極限。 【詳解】 令 $L = \lim_{n \to \infty} \sqrt[n]{5n} = \lim_{n \to \infty} (5n)^{\frac{1}{n}}$

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