100 bài tập về giới hạn của dãy số (2024 có đáp án) và cách giải các dạng toán
Cách giải các dạng toán về giới hạn của dãy số và cách giải các dạng toán gồm phương pháp giải, ví dụ minh họa có lời giải và bài tập tự luyện sẽ giúp học sinh biết cách làm bài tập các dạng toán về giới hạn của dãy số. Mời các bạn đón xem:
Giới hạn của dãy số và cách giải bài tập
1. Lý thuyết
a) Dãy số có giới hạn 0
Ta nói rằng dãy số (un) có giới hạn là 0 khi n dần tới dương vô cực, nếu với mỗi số dương nhỏ tùy ý cho trước, mọi số hạng của dãy số kể từ một số hạng nào đó trở đi, |un| nhỏ hơn số dương đó.
Kí hiệu: hay lim un = 0 hay khi .
b) Dãy số có giới hạn hữu hạn
Ta nói rằng dãy số (un) có giới hạn là số thực L nếu lim (un – L) = 0
Kí hiệu: hay lim un = L hay khi .
c) Dãy số có giới hạn vô cực
Dãy số (un) có giới hạn là khi , nếu un có thể lớn hơn một số dương bất kì kể từ một số hạng nào đó trở đi.
Ký hiệu: hoặc
Dãy số (un) có giới hạn là khi , nếu
Ký hiệu: hoặc
d) Một vài giới hạn đặc biệt
e) Định lý về giới hạn hữu hạn
* Nếu lim un = a và lim vn = b và c là hằng số. Khi đó ta có :
lim(un + vn) = a + b
lim(un - vn) = a - b
lim(un vn) = a.b
lim(cun ) = c.a
lim|un | = |a|
Nếu với mọi n thì và .
* Định lí kẹp: Cho ba dãy số (vn); (un) và (wn):
Nếu thì lim un = a.
* Hệ quả: Cho hai dãy số (un) và (vn):
Nếu thì lim un = 0.
f) Một vài quy tắc tìm giới hạn vô cực
* Quy tắc tìm giới hạn tích lim (unvn)
Nếu . Khi đó: lim (unvn)
lim un = L |
lim vn |
lim (unvn) |
+ |
||
+ |
||
- |
||
- |
* Quy tắc tìm giới hạn thương
lim un = L |
lim vn |
Dấu của vn |
|
L |
Tùy ý |
0 |
|
L > 0 |
0 |
+ |
|
0 |
- |
||
L < 0 |
0 |
+ |
|
0 |
- |
g) Tổng cấp số nhân lùi vô hạn
Xét cấp số nhân vô hạn u1; u1q; u1q2; … u1qn; … có công bội |q| < 1 được gọi là cấp số nhân lùi vô hạn.
Tổng của cấp số nhân lùi vô hạn là:
2. Các dạng toán
Dạng 1: Tính giới hạn sử dụng một vài giới hạn đặc biệt
Phương pháp giải:
Sử dụng các giới hạn đặc biệt:
Ví dụ minh họa:
Ví dụ 1: Tính các giới hạn sau:
a)
b)
c)
Lời giải
Áp dụng công thức tính giới hạn đặc biệt, ta có:
a)
b)
c)
Ví dụ 2: Tính các giới hạn sau:
a)
b)
c) lim (-0,999)n
Lời giải
a) vì
b) vì
c) lim (-0,999)n = 0 vì |-0,999| < 1.
Dạng 2: Tính giới hạn hữu hạn của phân thức
Phương pháp giải:
Trường hợp lũy thừa của n: Chia cả tử và và mẫu cho nk (với nk là lũy thừa với số mũ lớn nhất).
Trường hợp lũy thừa mũ n: Chia cả tử và mẫu cho lũy thừa có cơ số lớn nhất.
Sử dụng một vài giới hạn đặc biệt:
Ví dụ minh họa:
Ví dụ 1: Tính các giới hạn sau
a)
b)
c)
Lời giải
a)
Vì và .
b)
Vì
c)
Vì
Ví dụ 2: Tính các giới hạn sau:
Lời giải
Dạng 3: Tính giới hạn hữu hạn sử dụng phương pháp liên hợp
Phương pháp giải: Sử dụng các công thức liên hợp (thường sử dụng trong các bài toán chứa căn)
Ví dụ minh họa:
Ví dụ 1: Tính các giới hạn sau:
Lời giải
Ví dụ 2: Tính giới hạn sau:
Lời giải
Dạng 4: Tính giới hạn ra vô cực dạng chứa đa thức hoặc căn thức
Phương pháp giải:
Rút bậc lớn nhất của đa thức làm nhân tử chung.
Sử dụng quy tắc giới hạn tới vô cực lim (unvn)
Nếu . Khi đó: lim (unvn)
lim un = L |
lim vn |
lim (unvn) |
+ |
||
+ |
||
- |
||
- |
Ví dụ minh họa:
Ví dụ 1: Tính các giới hạn sau:
Lời giải
Ví dụ 2: Tính các giới hạn sau
a)
b)
Lời giải
Dạng 5: Tính giới hạn ra vô cực dạng phân thức
Phương pháp giải:
Rút bậc lớn nhất của tử và mẫu ra làm nhân tử chung.
Sử dụng quy tắc giới hạn tới vô cực lim (unvn)
Nếu . Khi đó: lim (unvn)
lim un = L |
lim vn |
lim (unvn) |
+ |
+ | + |
+ |
- | - |
- |
+ | - |
- |
- | + |
Ví dụ minh họa:
Ví dụ 1: Tính các giới hạn sau:
a)
b)
Lời giải
Ví dụ 2: Tính giới hạn sau .
Lời giải
Dạng 6: Tính giới hạn sử dụng định lý kẹp
Phương pháp giải:
Sử dụng định lý kẹp và hệ quả của định lý kẹp
Định lí kẹp: Cho ba dãy số (vn); (un) và (wn): Nếu thì lim un = a
Hệ quả: Cho hai dãy số (un) và (vn): Nếu thì lim un = 0.
Ví dụ minh họa:
Ví dụ 1: Tính các giới hạn sau:
a)
b)
Lời giải
Ví dụ 2: Tính các giới hạn sau :
a)
b)
Lời giải
Dạng 7: Giới hạn dãy số có công thức truy hồi
Phương pháp giải:
Cho dãy số (un) ở dạng công thức truy hồi, biết (un) có giới hạn hữu hạn
Giả sử lim un = a (a là số thực) thì lim un+1 = a.
Thay a vào công thức truy hồi. Giải phương trình tìm a.
Ta được giới hạn của (un) là lim un = a.
Ví dụ minh họa:
Ví dụ 1: Tìm lim un biết (un) có giới hạn hữu hạn và
Lời giải
Giả sử lim un = a, khi đó lim un+1 = a
Suy ra
Do nên
Vậy .
Ví dụ 2: Tìm lim un biết (un) có giới hạn hữu hạn và .
Lời giải
Vì
Giả sử lim un = a (a > 0), khi đó lim un+1 = a
Suy ra
Vậy lim un = 2.
Dạng 8: Giới hạn của tổng vô hạn hoặc tích vô hạn
Phương pháp giải:
* Rút gọn (un) (sử dụng tổng cấp số cộng, cấp số nhân hoặc phương pháp làm trội)
* Rồi tìm lim un theo định lí hoặc dùng nguyên lí định lí kẹp.
* Định lí kẹp: Cho ba dãy số (vn); (un) và (wn): Nếu thì lim un = a
* Hệ quả: Cho hai dãy số (un) và (vn): Nếu thì lim un = 0.
Ví dụ minh họa:
Ví dụ 1: Tính các giới hạn sau:
a)
b)
Lời giải
b)
Xét tử số: Ta thấy 1; 2; 3; 4; … ; n là một dãy số thuộc cấp số cộng có n số hạng với u1 = 1 và d = 1.
Tổng n số hạng của cấp số cộng:
Xét mẫu số: Ta thấy 1; 3 ; 32 ; 33 ; … ; 3n là một dãy số thuộc cấp số nhân có (n+1) số hạng với u1 = 1 và q = 3.
Tổng (n + 1) số hạng của cấp số nhân:
Khi đó:
Vì và
Nên
(Bằng quy nạp ta luôn có và ).
Ví dụ 2: Tính giới hạn sau:
Lời giải
Dạng 9: Tổng cấp số nhân lùi vô hạn
Phương pháp giải:
Tổng của cấp số nhân lùi vô hạn là:
Ví dụ minh họa:
Ví dụ 1: Tính tổng
a)
b)
Lời giải
a) là tổng cấp số nhân lùi vô hạn với u1 = 1 và .
Nên .
b) là cấp số nhân lùi vô hạn với u1 = 1 và q = 0,9.
Nên .
Ví dụ 2: Biểu diễn các số thập phân vô hạn tuần hoàn ra phân số:
a) a = 0,32111...
b) b = 2,151515...
Lời giải
a) Ta có
Vì là tổng của cấp số nhân lùi vô hạn với và
Nên .
b) Ta có
Vì là tổng của cấp số nhân lùi vô hạn với và
Nên .
3. Bài tập tự luyện
Câu 1. Trong các mệnh đề sau, mệnh đề nào là mệnh đề sai?
A. .
B. .
C. .
D. .
Câu 2. Dãy số nào sau đây có giới hạn bằng 0?
A. .
B. .
C. .
D. .
Câu 3. Dãy số nào sau đây có giới hạn bằng 0?
A. .
B. .
C. .
D. .
Câu 4. Tính giới hạn bằng
A. 0.
B. 1.
C. .
D. 2.
Câu 5. Cho dãy số (un) với . Khi đó lim un bằng
A. .
B. 0.
C. .
D. 1.
Câu 6. Cho dãy số (un) với . Khi đó lim un bằng
A. 2.
B. 1.
C. .
D. Không có giới hạn.
Câu 7. Tính bằng:
A. .
B. .
C. -1.
D. 0.
Câu 8. Tính bằng:
A. .
B. .
C. .
D. -4.
Câu 9. Tính bằng:
A. .
B. .
C. .
D. .
Câu 10. Trong bốn giới hạn sau đây, giới hạn nào là 0?
A. .
B. .
C. .
D. .
Câu 11. Cho dãy số (un) được xác định bởi với mọi . Biết dãy số (un) có giới hạn hữu hạn, lim un bằng:
A. -1.
B. 2.
C. 4.
D. .
Câu 12. Giới hạn dãy số (un) với là
A. .
B. .
C. .
D. 0.
Câu 13. Chọn kết quả đúng của .
A. 5.
B. .
C. .
D. .
Câu 14. Tổng bằng:
A. 1.
B. .
C. .
D. .
Câu 15. Biểu diễn số thập phân 1,24545454545… như một phân số:
A. .
B. .
C. .
D. .
Bảng đáp án
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
C |
D |
D |
A |
A |
B |
B |
C |
D |
D |
B |
A |
D |
B |
B |