与えられた8つの極限値を求めます。 (1) $\lim_{n \to \infty} \frac{\sqrt{2n+1}}{\sqrt{n}}$ (2) $\lim_{n \to \infty} \frac{4n}{\sqrt{n^2+2n}+n}$ (3) $\lim_{n \to \infty} (\sqrt{n+3}-\sqrt{n})$ (4) $\lim_{n \to \infty} (\sqrt{n^2+1}-n)$ (5) $\lim_{n \to \infty} \frac{1}{\sqrt{n+2}-\sqrt{n}}$ (6) $\lim_{n \to \infty} \frac{3}{\sqrt{n^2+3n}-n}$ (7) $\lim_{n \to \infty} (\sqrt{n^2+4n}-n)$ (8) $\lim_{n \to \infty} \sqrt{n+1}(\sqrt{n+2}-\sqrt{n-1})$

解析学極限数列ルート
2025/6/24
## 問題の解答

1. 問題の内容

与えられた8つの極限値を求めます。
(1) limn2n+1n\lim_{n \to \infty} \frac{\sqrt{2n+1}}{\sqrt{n}}
(2) limn4nn2+2n+n\lim_{n \to \infty} \frac{4n}{\sqrt{n^2+2n}+n}
(3) limn(n+3n)\lim_{n \to \infty} (\sqrt{n+3}-\sqrt{n})
(4) limn(n2+1n)\lim_{n \to \infty} (\sqrt{n^2+1}-n)
(5) limn1n+2n\lim_{n \to \infty} \frac{1}{\sqrt{n+2}-\sqrt{n}}
(6) limn3n2+3nn\lim_{n \to \infty} \frac{3}{\sqrt{n^2+3n}-n}
(7) limn(n2+4nn)\lim_{n \to \infty} (\sqrt{n^2+4n}-n)
(8) limnn+1(n+2n1)\lim_{n \to \infty} \sqrt{n+1}(\sqrt{n+2}-\sqrt{n-1})

2. 解き方の手順

(1) limn2n+1n=limn2n+1n=limn2+1n=2\lim_{n \to \infty} \frac{\sqrt{2n+1}}{\sqrt{n}} = \lim_{n \to \infty} \sqrt{\frac{2n+1}{n}} = \lim_{n \to \infty} \sqrt{2+\frac{1}{n}} = \sqrt{2}
(2) limn4nn2+2n+n=limn4nn1+2n+n=limn41+2n+1=41+0+1=42=2\lim_{n \to \infty} \frac{4n}{\sqrt{n^2+2n}+n} = \lim_{n \to \infty} \frac{4n}{n\sqrt{1+\frac{2}{n}}+n} = \lim_{n \to \infty} \frac{4}{\sqrt{1+\frac{2}{n}}+1} = \frac{4}{\sqrt{1+0}+1} = \frac{4}{2} = 2
(3) limn(n+3n)=limn(n+3n)(n+3+n)n+3+n=limn(n+3)nn+3+n=limn3n+3+n=0\lim_{n \to \infty} (\sqrt{n+3}-\sqrt{n}) = \lim_{n \to \infty} \frac{(\sqrt{n+3}-\sqrt{n})(\sqrt{n+3}+\sqrt{n})}{\sqrt{n+3}+\sqrt{n}} = \lim_{n \to \infty} \frac{(n+3)-n}{\sqrt{n+3}+\sqrt{n}} = \lim_{n \to \infty} \frac{3}{\sqrt{n+3}+\sqrt{n}} = 0
(4) limn(n2+1n)=limn(n2+1n)(n2+1+n)n2+1+n=limn(n2+1)n2n2+1+n=limn1n2+1+n=0\lim_{n \to \infty} (\sqrt{n^2+1}-n) = \lim_{n \to \infty} \frac{(\sqrt{n^2+1}-n)(\sqrt{n^2+1}+n)}{\sqrt{n^2+1}+n} = \lim_{n \to \infty} \frac{(n^2+1)-n^2}{\sqrt{n^2+1}+n} = \lim_{n \to \infty} \frac{1}{\sqrt{n^2+1}+n} = 0
(5) limn1n+2n=limnn+2+n(n+2n)(n+2+n)=limnn+2+n(n+2)n=limnn+2+n2=\lim_{n \to \infty} \frac{1}{\sqrt{n+2}-\sqrt{n}} = \lim_{n \to \infty} \frac{\sqrt{n+2}+\sqrt{n}}{(\sqrt{n+2}-\sqrt{n})(\sqrt{n+2}+\sqrt{n})} = \lim_{n \to \infty} \frac{\sqrt{n+2}+\sqrt{n}}{(n+2)-n} = \lim_{n \to \infty} \frac{\sqrt{n+2}+\sqrt{n}}{2} = \infty
(6) limn3n2+3nn=limn3(n2+3n+n)(n2+3nn)(n2+3n+n)=limn3(n2+3n+n)(n2+3n)n2=limn3(n2+3n+n)3n=limnn2+3n+nn=limnn1+3n+nn=limn(1+3n+1)=1+0+1=2\lim_{n \to \infty} \frac{3}{\sqrt{n^2+3n}-n} = \lim_{n \to \infty} \frac{3(\sqrt{n^2+3n}+n)}{(\sqrt{n^2+3n}-n)(\sqrt{n^2+3n}+n)} = \lim_{n \to \infty} \frac{3(\sqrt{n^2+3n}+n)}{(n^2+3n)-n^2} = \lim_{n \to \infty} \frac{3(\sqrt{n^2+3n}+n)}{3n} = \lim_{n \to \infty} \frac{\sqrt{n^2+3n}+n}{n} = \lim_{n \to \infty} \frac{n\sqrt{1+\frac{3}{n}}+n}{n} = \lim_{n \to \infty} (\sqrt{1+\frac{3}{n}}+1) = \sqrt{1+0}+1 = 2
(7) limn(n2+4nn)=limn(n2+4nn)(n2+4n+n)n2+4n+n=limn(n2+4n)n2n2+4n+n=limn4nn2+4n+n=limn4nn1+4n+n=limn41+4n+1=41+0+1=42=2\lim_{n \to \infty} (\sqrt{n^2+4n}-n) = \lim_{n \to \infty} \frac{(\sqrt{n^2+4n}-n)(\sqrt{n^2+4n}+n)}{\sqrt{n^2+4n}+n} = \lim_{n \to \infty} \frac{(n^2+4n)-n^2}{\sqrt{n^2+4n}+n} = \lim_{n \to \infty} \frac{4n}{\sqrt{n^2+4n}+n} = \lim_{n \to \infty} \frac{4n}{n\sqrt{1+\frac{4}{n}}+n} = \lim_{n \to \infty} \frac{4}{\sqrt{1+\frac{4}{n}}+1} = \frac{4}{\sqrt{1+0}+1} = \frac{4}{2} = 2
(8) limnn+1(n+2n1)=limnn+1(n+2n1)(n+2+n1)n+2+n1=limnn+1(n+2)(n1)n+2+n1=limnn+13n+2+n1=limn3n+1n+2+n1=limn3n(1+1n)n(1+2n)+n(11n)=limn3n1+1nn1+2n+n11n=limn31+1n1+2n+11n=31+01+0+10=31+1=32\lim_{n \to \infty} \sqrt{n+1}(\sqrt{n+2}-\sqrt{n-1}) = \lim_{n \to \infty} \sqrt{n+1} \frac{(\sqrt{n+2}-\sqrt{n-1})(\sqrt{n+2}+\sqrt{n-1})}{\sqrt{n+2}+\sqrt{n-1}} = \lim_{n \to \infty} \sqrt{n+1} \frac{(n+2)-(n-1)}{\sqrt{n+2}+\sqrt{n-1}} = \lim_{n \to \infty} \sqrt{n+1} \frac{3}{\sqrt{n+2}+\sqrt{n-1}} = \lim_{n \to \infty} \frac{3\sqrt{n+1}}{\sqrt{n+2}+\sqrt{n-1}} = \lim_{n \to \infty} \frac{3\sqrt{n(1+\frac{1}{n})}}{\sqrt{n(1+\frac{2}{n})}+\sqrt{n(1-\frac{1}{n})}} = \lim_{n \to \infty} \frac{3\sqrt{n}\sqrt{1+\frac{1}{n}}}{\sqrt{n}\sqrt{1+\frac{2}{n}}+\sqrt{n}\sqrt{1-\frac{1}{n}}} = \lim_{n \to \infty} \frac{3\sqrt{1+\frac{1}{n}}}{\sqrt{1+\frac{2}{n}}+\sqrt{1-\frac{1}{n}}} = \frac{3\sqrt{1+0}}{\sqrt{1+0}+\sqrt{1-0}} = \frac{3}{1+1} = \frac{3}{2}

3. 最終的な答え

(1) 2\sqrt{2}
(2) 2
(3) 0
(4) 0
(5) \infty
(6) 2
(7) 2
(8) 32\frac{3}{2}

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