与えられた3つの数列の極限を求める問題です。 (1) $n^2 - n$ (2) $\frac{n+1}{3n^2-2}$ (3) $\frac{5n^2}{-2n^2+1}$

解析学極限数列無限大
2025/5/12

1. 問題の内容

与えられた3つの数列の極限を求める問題です。
(1) n2nn^2 - n
(2) n+13n22\frac{n+1}{3n^2-2}
(3) 5n22n2+1\frac{5n^2}{-2n^2+1}

2. 解き方の手順

(1) n2n=n2(11n)n^2 - n = n^2(1 - \frac{1}{n}) と変形します。nn が無限大に近づくと、1n\frac{1}{n} は 0 に近づきます。したがって、11n1 - \frac{1}{n} は 1 に近づきます。しかし、n2n^2 は無限大に発散するため、n2(11n)n^2(1 - \frac{1}{n}) も無限大に発散します。
(2) 分母と分子を n2n^2 で割ります。
n+13n22=nn2+1n23n2n22n2=1n+1n232n2\frac{n+1}{3n^2-2} = \frac{\frac{n}{n^2} + \frac{1}{n^2}}{\frac{3n^2}{n^2} - \frac{2}{n^2}} = \frac{\frac{1}{n} + \frac{1}{n^2}}{3 - \frac{2}{n^2}}
nn が無限大に近づくと、1n\frac{1}{n}1n2\frac{1}{n^2} は 0 に近づきます。したがって、
limn1n+1n232n2=0+030=03=0\lim_{n \to \infty} \frac{\frac{1}{n} + \frac{1}{n^2}}{3 - \frac{2}{n^2}} = \frac{0 + 0}{3 - 0} = \frac{0}{3} = 0
(3) 分母と分子を n2n^2 で割ります。
5n22n2+1=5n2n22n2n2+1n2=52+1n2\frac{5n^2}{-2n^2+1} = \frac{\frac{5n^2}{n^2}}{\frac{-2n^2}{n^2} + \frac{1}{n^2}} = \frac{5}{-2 + \frac{1}{n^2}}
nn が無限大に近づくと、1n2\frac{1}{n^2} は 0 に近づきます。したがって、
limn52+1n2=52+0=52\lim_{n \to \infty} \frac{5}{-2 + \frac{1}{n^2}} = \frac{5}{-2 + 0} = -\frac{5}{2}

3. 最終的な答え

(1) \infty (無限大に発散)
(2) 00
(3) 52-\frac{5}{2}

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