Chứng minh dãy số có giới hạn là 0
Phương pháp:
Cách 1: Áp dụng định nghĩa.
Cách 2: Sử dụng các định lí sau:
Nếu k là số thực dương thì lim 1k 0 n .
Với hai dãy số
un và
vn , nếu un vn với mọi n và limvn 0 thì limun 0. Nếu q 1 thì limqn 0.
. Ví dụ minh họa:
Chứng minh các dãy số
un sau đây có giới hạn là 0.a).
14 5
n
un
n
b). cos 4
n 3 u n
n
c).
1 cos 3
2 3
n
u n
n
d).
1 1
1 1
2 3
n
n n n
u
Lời giải
a). Với mỗi số dương tùy ý, cho trước, ta có
1 1 1 1 14 5 5
4 5 4 5 4
n
un n n
n n
.
Suy ra với mỗi số dương cho trước, thì với mọi số tự nhiên 1 1 5 n 4
ta đều có un . Vậy limun 0 .
b). Ta có n *thì cos 4 1 cos 4 1 1 1
3 3
n
n u n
n n n n
.Áp dụng định lí “Nếu k là một số thực dương cho trước thì 1
lim k 0
n ” ta được 1
lim 0
n . Từ đó suy ra limun 0. c). Ta có n *thì
3
3 1 cos 2 2 1
cos 1
2 3 2 3 2
n
n u n
n n n n
.Áp dụng định lí “Nếu k là một số
thực dương cho trước thì lim 1k 0
n ” ta được lim1 0
n . Từ đó suy ra limun 0. d). Ta có
1 1 1 1 1 1
1 1 1 1 1 1 1
2 3 2 3 2 2 2 ,
n
n n n n n n n n
u n
. Vì 1 1
lim lim 0
2 2
n n
. Từ đó suy ra limun 0.
CÁC DẠNG TOÁN VỀ GIỚI HẠN DÃY SỐ LỚP 11
Dạng ➀
Ví dụ ➊
Dùng định nghĩa chứng minh dãy số
un có giới hạn L. Phương pháp:
Chứng minh limun L 0. . Ví dụ minh họa:
Chứng minh:
a). 2 3 1
4 5 2
n
u n n
b). 4.3 5.2 2 lim6.3 3.2 3
n n
n n
c). lim
n22nn
1.
Lời giải a). gọi 2 3
4 5
n
u n n
. n * ta có 1 2 3 1 1 1
2 4 5 2 8 10
n
u n
n n n
.
Vì 1
lim 0
n nên lim 1 0,
n 2
u
suy ra 1
limun 2.
b). Gọi 4.3 5.2 6.3 3.2
n n
n n n
u
. n * ta có 2 4.3 5.2 2
3 6.3 3.2 3
n n
n n n
u
12.3 15.2 12.3 6.2 3(6.3 3.2 )
n n n n
n n
7.2 7.2 7.2 7 2
6.3 3.2 6.3 3.2 6.3 6 3
n n n n
n n n n n
.
Vì 2
lim 0
3
n
nên lim 2 0
n 3
u
. Do đó 2
limun 3.
c). Gọi un
n22nn
. n * ta có un 1 n22n (n 1)2 2
2
2 ( 1) 2 ( 1)
2 ( 1)
n n n n n n
n n n
2
2 22
2 ( 1)
2 ( 1)
n n n
n n n
2 2
1 1 1
2 ( 1) 2 ( 1) n
n n n n n n
. Vì lim1 0
n nên lim
un 1
0. Do đó limun 1. Tìm giới hạn của dãy
un có giới hạn hữu hạn: Phương pháp:
DẠNG 1: un là một phân thức hữu tỉ dạng
n
u P n
Q n ( trong đó P n Q n
, là hai đa thức của n).Phương pháp: Chia cả tử và mẫu cho nk với nk là lũy thừa có số mũ lớn nhất của P n
và Q n
( Dạng ➁
Dạng ➂
Ví dụ ➊
DẠNG 2: un là một phân thức hữu tỉ dạng
n
u P n
Q n ( trong đó P n Q n
, là các biểu thức chứa căn của n).DẠNG 3: un là một phân thức hữu tỉ dạng
n
u P n
Q n ( trong đó P n Q n
, là các biểu thức chứa hàm mũ a b cn, n, n,…. Chia cả tử và mẫu cho an với a là cơ số lớn nhất ).DẠNG 4 : Nhân lượng liên hợp:
PHƯƠNG PHÁP : Sử dụng các công thức nhân lượng liên hợp sau:
2 2
2 2
2 2
a b a b a b
a b a b a b
a b a b a b
2a3 b3 2 a b a ab b
2a3 b3 2 a b a ab b
.
2 2
3 3 3
3 3
2 2
2 2
3 3 3 3
.
. .
a b a a b b
a b a b
a a b b a a b b
.
2 2
3 3 3
3 3
2 2
2 2
3 3 3 3
.
. .
a b a a b b
a b a b
a a b b a a b b
2 2
3 3 3
3 3
2 2
2 3 3 2 3 3
.
. .
a b a a b b
a b a b
a a b b a a b b
2 2
3 3 3
3 3
2 2
2 3 3 2 3 3
.
. .
a b a a b b
a b a b
a a b b a a b b
2 2
3 3 3 3 3 3
3 3
2 2 2 2
3 3 3 3 3 3 3 3
.
. .
a b a a b b
a b a b
a a b b a a b b
.
2 2
3 3 3 3 3 3
3 3
2 2 2 2
3 3 3 3 3 3 3 3
.
. .
a b a a b b
a b a b
a a b b a a b b
DẠNG 5 : TÍNH GIỚI HẠN DỰA VÀO ĐỊNH LÍ KẸP:
PHƯƠNG PHÁP: Dựa vào định lí: Cho ba dãy số
un , vn và
wn . Nếu un vn wn,
n và
limun limwn a a, thì limvn a.
DẠNG 6: un được xác định bởi một công thức truy hồi.
Phương pháp:
Tìm công thức tổng quát của un theo n, sau đó tìm limun.
Chứng minh dãy số có giới hạn hữu hạn (có nghĩa chứng minh dãy số tăng và bị chặn trên hoặc dãy số giảm và bị chặn dưới) sau đó dựa vào hệ thức truy hồi để tìm giới hạn.
DẠNG 7: DÃY SỐ CÓ GIỚI HẠN VÔ CỰC:
Tìm giới hạn của dãy
un biết:a).
2 2
2 3 1
5 3
n
n n
u n
b).
3 2
4 3
2 3 4
n 4
n n
u n n n
c).
4 2
2
2 3
2 1 1 3 2 1
n
n n n
u n n n
d). 2 1 21
2 2 3
un
n n n
e).
2 3
3 2
2 1 3 4
4 2 2
n
n n
u
n n
f).
2
2 1
2 3
n
u n n
n n
Lời giải
a). Ta thấy n2là lũy thừa cao nhất của tử và mẫu, nên chia cả tử và mẫu của un cho n2 được:
2
2 2 2
2 2
2 2
2 3 1 3 1
2 3 1 2
5 3 3
5 3
5
n
n n
n n n n n
u n n
n n
. Ta có lim3 0, lim 12 0
n n và lim 32 0 n nên 2 0 0 2
limun 5 0 5
.
b). Dễ dàng thấy n4là lũy thừa cao nhất của tử và mẫu, nên chia cả tử và mẫu của un cho n4 được:
3 2
3 2 4 2 4
4 3
4 3
4 3
2 3 4 2 3 4
2 3 4
4 1
4
4 1
n
n n
n n n n n n
u n n n n n n
n n n
. Ta có lim2 0,
n 32 lim 0,
n 44
lim 0
n , lim4 0 n và
3
lim 1 0
n . Do đó lim 0 0 0 0 1 0 0 un
. c). Có
4 2
4 2 4 4
4 3
2 3 3 1
2 3 n n n 2
n n n n n
n n n
, 2 1 2n 1 2 1
n n n
n n
,
1 3 1
1 3 n 3
n n n
n n
và
2
2 2 2
2 2
2 1 1
2 1 n 2
n n n
n n
. Từ đó .
4
3 2
2
3 1
2
1 1 1
2 3 2
n
n n n
u
n n n
n n n
.
4
3 3
4
2 2
3 1 3 1
2 2
1 1 1 1 1 1
2 3 2 2 3 2
n n n n n
n n n n n n n
. Vì lim3 0 n
, lim 13 0
n , lim1 0
n và lim 12 0
n . Nên 2 0 0 1
limun (2 0)(0 3)(2 0) 6
.
d). Bước đầu tiên qui đồng mẫu
2
2 2 2 2
1 1 2 3
2 2 3 2 2 3
n
n n
u n n n n n n
.
Ví dụ ➊
Ta có
2
2 2 2
2 2
2 3 2 3
2 3 n n 1
n n n n
n n n
,
2
2 2 2
2
2 2
2 n n 1
n n n n
n n
và
2
2 2 2
2 2
2 3 3
2 3 n 2
n n n
n n
. Từ đó
2
2
2 2
2
2 3
1
2 3
1 2
n
n n n
u
n n
n n
2 2
2
2 3
1 1
2 3
1 2
n n n
n n
. Vì lim2 0,
n 32 lim 0,
n 32
lim 0
n và lim 12 0
n . Do đó 1 0 0
lim 0. 0
(1 0)(2 0)
un
.
e).
2 3
3 2
2 1 3 4
4 2 2
n
n n
u
n n
. Ta có , 3 4n 3 3 3 4n3 3
n n
3 3
3 4 n n
,
4n 2
3 n 4n 2 3 n3 4 2 3n n
và
2 n
2 n 2 n 2 n2 2 1 2n n
.
Từ đó
2 2
2 3
3 3
3 2 3 2
3 2
1 3 1 3
2 4 2 4
2 2 2 2
4 1 4 1
n
n n
n n n n
u
n n
n n n n
, mà lim1 0,
n 33
lim 0
n , lim2 0
n . Do đó
2
3 2
2 0 0 4 1
lim n 4 0 0 2 16
u
.
f).
2 2
2 2
2 2
2 1
2 1
2 1
2 3
2 3 2 3 1
n
n n
n n n n n
u
n n n n
n n n n
. Mà 2
lim 0,
n 12
lim 0
n , 2
lim 0,
n n 32
lim 0
n .
Tìm giới hạn của dãy
un biết:a).
2 2
4 1
9 3
n
n n n
u
n n
b). 2 1 3
4 5
n
n n
u n
c).
2 3 3 2
2 4 4
4 1 8 2 3
16 4 1
n
n n n
u
n n n
d).
3 3 3
4 4
3
16 1
n
n n n n
u
n
Lời giải
a).
2 2
2 2 2 2
2 2
2
2
4 1 1 1 1 1
4 4 1
4 1
3 3
9 3 9 3 9 9
n
n n
n n n n n
n n n n n n n
u
n n n n n n
n n
n
. Vì có lim1 0, n
2
lim 1 0,
n và lim3 0
n . Nên 4 0 0 1 1
limun 9 0 3
.
Ví dụ ➋
b).
2 1 3 1 3
. 2 . 1
2 1 3
4 5 4 5 5
. 4
n
n n
n n n n
n n
n n n n
u
n n
n n n n
1 3
2 1
4 5
n n
n
. Vì có
lim1 0,
n 3
lim 0
n và lim5 0 n .
Từ đó có 2 0 1 0 2 1
limun 4 0 2
.
c). Ta có
2 3 2
2 3
2 3 3
2 3 3 2
2 4 4 2 4
2 4
2 4 4
4 1 8 2 3
4 1 8 2 3
16 4 1 16 4 1
n
n n n
n n
n n
n n n
u
n n n n n n
n n
n n
3 3
2 3 2 3
4 4
1 2 3 1 2 3
. 4 . 8 4 8
4 1 4 1
. 16 . 1 16 1
n n
n n n n n n
n n
n n n n
. Vì có lim 12 0,
n 2
lim 0,
n 33 lim 0,
n 4
lim 0 n và
4
lim 1 0
n . Từ đó suy ra
4 0 38 0 0 4 limun 16 0 1 0 5
.
d). Ta có
2 3
2 3
2 3 3
2 3 3
4
4 4
4 4
4
3 3
16 1 16 1
n
n n n n
n n
n n
n n n n
u
n n
n n
3 2
4 4
1 3
. 1 . 1
. 16 1
n n
n n
n n
3 2
4 4
1 3
1 1
16 1
n n
n
. Vì có lim1 0,
n 32 lim 0,
n và lim 14 0 n . Nên
3 4
1 0 1 0 1
limun 16 0 2
.
Tìm giới hạn của dãy
un biết:a). 2 4
4 3
n n
n n n
u
b). 3.2 5 5.4 6.5
n n
n n n
u
c).
2 1
1 3
4 6
5 2.6
n n
n n n
u
d).
2
2
2 1
3 2
n
n n
u
e).
3 4.5 12.4 3.5
n n
n n n
u
f).
2
1 2 1
2 3 4.5
2 3 5
n n n
n n n n
u
Lời giải
Ví dụ ➌
a).Ta có
2 4 2 4 2 1
2 4 4 4 4 4
4 3 4 3
4 3 3
4 4 4 1 4
n n n n n
n n n n n
n n n n n n n n
n n n
u
. Ta có 2
lim 0
4
n
và 3
lim 0
4
n
. Nên
lim 0 1 1
n 1 0
u
.
b). Ta có
3.2 5 3.2 5 3 2 1
3.2 5 5 5 5 5
5.4 6.5 5.4 6.5
5.4 6.5 4
5 6
5 5 5 5
n n n n n
n n n n n
n n n n n n n n
n n n
u
. Ta có 2
lim 0
5
n
và 4
lim 0
5
n
.
Do đó lim 3.0 1 1
5.0 6 6 un
.
c). Ta có
2 2
2 1 2
1 3 1 3
1 3 1 3
4 .4 6 .6 4 .4 6 .6
4 6 4 .4 6 .6 6 6 6
5 .5 2.6 .6 5 .5 2.6 .6
5 2.6 5 .5 2.6 .6
6 6 6
n n n n
n n n n n n n
n n n n n n n n n
n n n
u
2
1 3
4 4 6
6
5 5 2.6
6
n
n
. Ta có 4
lim 0
6
n
và 5
lim 0
6
n
.
Do đó
2
1 3
4 .0 6 1
limun 5 .0 2.6 72
.
d). Ta có
2 2
1
2 2 2 2 2
2 2 2 2
2 2
2.2 1 2 1
2. 3
2 1 2 1 2.2 1 3 3
1 2
3 2 3 2 3 2 3 2
3 3
n n
n n n n
n
n n n n n
n n
u
. Vì 2 2 2
1 lim 0
3 3
n
,
2
lim 1 0 3
n và
2
lim 2 0 3
n . Do đó 2.0 0
lim 0
n 1 0
u
.
e). Ta có :
1
3 20.5 ( 3) 20.5 3 20
3 4.5 3 20.5 5 5 5 5
2.4 3.5 4 5
2.4 3.5 2.4 3.5 2. 3. 2. 4 3
5 5 5 5
n n n n n
n n n n
n n n
n n n n n n n n n n
n n n
u
, mà
lim 3 0
5
n
và 4
lim 0
5
n
. Do đó lim 0 20 20 2.0 3 3 un
.
f). Ta có
2
1 2 1
2 3 100.5
2 3 4.5 2 3 100.5 5
2.2 9.3 5.5
2 3 5 2.2 9.3 5.5
5
n n n
n n n n n n n
n n n n n n n n n n
n
u
2 3
2 3 100.5 100
5 5
5 5 5
2 3 5 2 3
2. 9. 5. 2. 9. 5
5 5 5 5 5
n n
n n n
n n n
n n n n n
n n n
. Vì 2
lim 0
5
n
và 3
lim 0
5
n
nên
0 0 100
lim 20
2.0 9.0 5 un
.
Tìm giới hạn của dãy
un biết:a). un n23n 5 n b). un 9n23n 4 3n2
c). un 3n33n2 n d). un 38n34n2 2 2n3 e). .un 4n23n 7 38n35n21
. f).lim
n4n2 1 3 n61
Lời giải
a). Ta có 2
2
2
2 2
3 5 3 5 3 5
3 5
3 5 3 5
n
n n n n n n n
u n n n
n n n n n n
. Và có
3 5 5
3 5 n 3
n n n
n n
và
2
2 2
2 2
3 5 3 5
3 5 n n 1
n n n n
n n n
.
Do đó
2 2
5 5
3 3
3 5 3 5
1 1 1
n
n n n
u
n n
n n n n
, vì lim5 0,
n 3
lim 0
n và lim 52 0
n . Nên lim 3
n 2 u .
b). 2
2
2
2
9 3 4 3 9 3 4 3
9 3 4 3 2 2
9 3 4 3
n
n n n n n n
u n n n
n n n
2
3 4
2
9 3 4 3
n
n n n
. Ta
có 3 2 2
3 2 n 3
n n n
n n
và
2
2 2
2 2
9 3 4 3 4
9 3 4 n n 9
n n n n
n n n
. Từ đó suy ra
2 2
2 2
3 3
2 2
3 4 3 4
9 3 9 3
n
n n n
u
n n
n n n n
, vì 2 lim 0,
n 3
lim 0
n và 42
lim 0
n . Nên
3 0 1
limun 9 0 0 3 2
.
Ví dụ
c).
2
3 2 3 2 3 2 2
3 3 3
3 2
3
2
3 2 3 2 2
3 3
3 3 . 3
3
3 . 3
n
n n n n n n n n n
u n n n
n n n n n n
2 2
3 2 3 2 2
3 3
3
3 . 3
n
n n n n n n
.
Ta có
3 2
3 2 3
3 3 3
3
3 3
3 n n . 1
n n n n
n n
. Do đó
2
2 2
2 3 2 3 2 3 3
3 3
3 3 3 3
1 . 1 1 1 1
n
u n
n n n
n n n n
, ta có 3
lim 0
n . Nên limun 1
d). un 38n34n2 2 2n3
2
3 2 3 2 3 2 2
3 3 3
2
3 2 3 2 2
3 3
8 4 2 2 8 4 2 2 . 8 4 2 4
3
8 4 2 2 . 8 4 2 4
n n n n n n n n n
n n n n n n
2 2
3 2 3 2 2
3 3
4 2
3
8 4 2 2 . 8 4 2 4
n
n n n n n n
.
Ta có
3 2
3 2 3
3 3 3
3 3
8 4 2 4 2
8 4 2 n n 8
n n n n
n n n
. Do đó
2
2 2
2 2
2 3 2 3 2 3 3
3 3 3 3
2 2
4 4
4 2 4 2 4 2 4 2
8 2 . 8 4 8 2. 8 4
n
n n n
u
n n n
n n n n n n n n
. Vì lim 22 0, n
lim4 0
n và lim 23 0
n . Nên lim 1
n 3 u .
e). un 4n23n 7 38n35n2 1
4n23n 7 2n
2n38n35n21
Tính
2
22
3 7
3 7 3
lim 4 3 7 2 lim lim
3 7 4
4 3 7 2
4 2
n n
n n n
n n n
n n
Tính lim 2
n38n35n21
2
3 2 2 3 2 3 2
3 3 3
2
2 3 3 2 3 3 2
2 8 5 1 4 2 . 8 5 1 8 5 1
lim
4 2 . 8 5 1 8 5 1
n n n n n n n n n
n n n n n n
2
2
2 3 3 2 3 3 2
5 1
lim
4 2 . 8 5 1 8 5 1
n
n n n n n n
(1)
Có
3 2
3 2 3
3 3 3
3 3
8 5 1 5 1
8 5 1 n n . 8
n n n n
n n n
Nên
2
2
2
2 2 3 2 3
3 3
5 1
1 lim
5 1 5 1
4 2 . 8 . 8
n n
n n n
n n n n
2
2
3 3
3 3
5 1 lim 5
5 1 5 1 12
4 2. 8 8
n
n n n n
.
Từ đó suy ra lim 3 5 1 4 12 3 un .
f). lim
n4n2 1 3n6 1
lim
n4n2 1 n2
3n6 1 n2
Tính lim
n4n2 1 n2
4 22 2 22 4
1 1
1 1
lim lim
1 1 2
1 1 1
n n
n n n
n n
.
Tính 3 6 2
6 2 2 6 4
3 3
lim( 1 ) lim 1 0
( 1) ( 1)
n n
n n n n
Do đó lim
n4n2 1 3 n6 1
12.
Tìm các giới hạn sau:
a).
2
lim 2
4 3 2
n n n
n n n
b).
2
2 3
3
2 4
n 4
n n n
u
n n n
c). lim 2
n 9n2 n n22n
d). lim
n22n23 n28n3 3 n2n
Lời giải
a). Ta có 2
2
2
2
1
1 1
1 1 1
n n n n n n n
n n n
n n n
n n
n n
và
2
2
2
2
4 3 2 4 3 2 3 3
4 3 2
3 3
4 3 2 4 2 4 2
n n n n n n n
n n n
n n n n n
.
Ví dụ
Do đó
4 3 2
lim lim 2
1 3
3 1 1
n
u n
n
.
b).
2 3 3
2 4
lim
4
n n n
n n n
Ta có 2n 4n2n
2
2
2 2
2 4 2 4 1
2 4 2 4 2 4 1
n n n n n n n
n n n n n n
n
và n34n2n3
2
2 3 2 2 3 2 3
3 3 3
2
2 3 2 3 3 2 3
4 . 4 4
. 4 4
n n n n n n n n n
n n n n n n
2 2
2 2
2 3 2 3
2 2 2
2 3 3 3 3 3 3
3 3
4 4
4 4
4 4 . 1 1
.
n n
n n n n n n n
n n n n
n n
n n
2
2 2
2 3 3 3 3
4 4
4 4
4 4
1 1 1
1 1 1
n
n n n n n
.
Do đó
2
3 4 3 4
1 1 1
lim lim 3
1 16
4 2 4
n
n n
u
n
.
c). un 2n 9n2 n n22n
3n 9n2n
n22nn
.Tính
2 2
2
2
3 9 3 9
lim 3 9 lim
3 9
n n n n n n
n n n
n n n
lim 2
3 9
n
n n n
2 2
2
lim 3 9
n n n n n
n
1 1
lim lim lim
1 1 1 6
3 9 3 9 3 9
n n
n n n
n n n
Và
2
2
2
2 2
2 2 2
lim 2 lim lim
2 2
n n n n n n n
n n n
n n n n n n
2 2
2
2 2 2 2
lim lim lim lim 1
2 2 2
2 1 1 1 1 1
n n n
n n n n n
n n
n n n
n
.
Do đó lim 1 1 5
6 6
un .
d). un n22n23 n28n3 3 n2 n
n22n n
23 n28n3 4n
3 n2 n 3n
n22n n
2 3 n28n3 2n
3 n2 n n
Tính
2
2
2
2 2
2 2 2
lim 2 lim lim
2 2
n n n n n n n
n n n
n n n n n n
2 2
2
2 2 2 2
lim lim lim lim 1
2 2 2
2 1 1 1 1 1
n n n
n n n n n
n n
n n n
n
.
Tính lim
3n28n3 2n
2
2 3 2 3 2 3 2
3 3 3
2
2 3 2 3 2
3 3
8 2 8 2 . 8 4
lim
8 2 . 8 4
n n n n n n n n n
n n n n n n
2 2
2 3 2 3 2
3 3
lim
8 2 . 8 4
n
n n n n n n
(1)
Có 3 n28n3 3n3n2n38n3n.3 1n 8
3 n28n3
2 n23 1n82Do đó
2 2 22 3 2 3 2 3 3
1 1
1 lim lim
1 1 1 1 12
8 2 . 8 4 8 8 4
n
n n n
n n n n
.
Tính
2
2
2
2 2
lim lim lim
n n n n n n n
n n n
n n n n n n
2 2
2
lim n
n n
n n
n
1 1
lim lim lim
1 1 1 2
1 1 1 1 1
n n
n n n
n n n
.
Tìm giới hạn của dãy
un biết:a). 1 1 1
1.2 2.3 ( 1)
un