与えられた3つの数列の一般項について、$n$が無限大に近づくときの極限を求める問題です。 (ア) $n^3 - 100n^2$ (イ) $\frac{3n^2 + 2n}{5n^2 + 1}$ (ウ) $\frac{3n^3 - 5n}{(2n-1)(n+2)}$

解析学極限数列発散収束
2025/8/9

1. 問題の内容

与えられた3つの数列の一般項について、nnが無限大に近づくときの極限を求める問題です。
(ア) n3100n2n^3 - 100n^2
(イ) 3n2+2n5n2+1\frac{3n^2 + 2n}{5n^2 + 1}
(ウ) 3n35n(2n1)(n+2)\frac{3n^3 - 5n}{(2n-1)(n+2)}

2. 解き方の手順

(ア) n3100n2n^3 - 100n^2 の場合:
n3n^3でくくり出すと、 n3(1100n)n^3(1 - \frac{100}{n})となります。
nnが無限大に近づくと、100n\frac{100}{n}は0に近づくので、1100n1 - \frac{100}{n}は1に近づきます。
n3n^3は無限大に発散するので、n3(1100n)n^3(1 - \frac{100}{n})も無限大に発散します。
(イ) 3n2+2n5n2+1\frac{3n^2 + 2n}{5n^2 + 1} の場合:
分子と分母をn2n^2で割ると、 3+2n5+1n2\frac{3 + \frac{2}{n}}{5 + \frac{1}{n^2}}となります。
nnが無限大に近づくと、2n\frac{2}{n}1n2\frac{1}{n^2}は0に近づくので、
3+2n5+1n2\frac{3 + \frac{2}{n}}{5 + \frac{1}{n^2}}35\frac{3}{5}に近づきます。
(ウ) 3n35n(2n1)(n+2)\frac{3n^3 - 5n}{(2n-1)(n+2)} の場合:
分母を展開すると、 3n35n2n2+4nn2=3n35n2n2+3n2\frac{3n^3 - 5n}{2n^2 + 4n - n - 2} = \frac{3n^3 - 5n}{2n^2 + 3n - 2}となります。
分子と分母をn2n^2で割ると、3n5n2+3n2n2\frac{3n - \frac{5}{n}}{2 + \frac{3}{n} - \frac{2}{n^2}}となります。
nnが無限大に近づくと、5n\frac{5}{n}3n\frac{3}{n}2n2\frac{2}{n^2}は0に近づくので、3n5n2+3n2n2\frac{3n - \frac{5}{n}}{2 + \frac{3}{n} - \frac{2}{n^2}}3n2\frac{3n}{2}に近づきます。
nnが無限大に近づくので、3n2\frac{3n}{2}も無限大に発散します。

3. 最終的な答え

(ア) 発散(無限大)
(イ) 35\frac{3}{5}
(ウ) 発散(無限大)

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