与えられた数列の極限を求める問題です。具体的には、 $\lim_{n \to \infty} \frac{1}{\sqrt{n^2 - n} - n}$ を計算します。

解析学極限数列有理化ルート
2025/5/6

1. 問題の内容

与えられた数列の極限を求める問題です。具体的には、
limn1n2nn\lim_{n \to \infty} \frac{1}{\sqrt{n^2 - n} - n}
を計算します。

2. 解き方の手順

まず、分母を有理化します。分母と分子に n2n+n\sqrt{n^2 - n} + n を掛けます。
1n2nn=n2n+n(n2nn)(n2n+n)=n2n+n(n2n)n2=n2n+nn\frac{1}{\sqrt{n^2 - n} - n} = \frac{\sqrt{n^2 - n} + n}{(\sqrt{n^2 - n} - n)(\sqrt{n^2 - n} + n)} = \frac{\sqrt{n^2 - n} + n}{(n^2 - n) - n^2} = \frac{\sqrt{n^2 - n} + n}{-n}
次に、n2n+nn\frac{\sqrt{n^2 - n} + n}{-n} を変形します。
n2n+nn=n2(11n)+nn=n11n+nn=n(11n+1)n=(11n+1)\frac{\sqrt{n^2 - n} + n}{-n} = \frac{\sqrt{n^2(1 - \frac{1}{n})} + n}{-n} = \frac{n\sqrt{1 - \frac{1}{n}} + n}{-n} = \frac{n(\sqrt{1 - \frac{1}{n}} + 1)}{-n} = -(\sqrt{1 - \frac{1}{n}} + 1)
ここで、nn \to \infty のとき、1n0\frac{1}{n} \to 0 なので、
limn(11n+1)=(10+1)=(1+1)=2\lim_{n \to \infty} -(\sqrt{1 - \frac{1}{n}} + 1) = -(\sqrt{1 - 0} + 1) = -(1 + 1) = -2

3. 最終的な答え

-2

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