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Calculus · real student question

求 n 趋于无穷时 (2n − n³)/(12 + n³) 的极限。备选项为:以上都不对、0、5、1。

Question

求

lim⁡n→∞2n−n312+n3.\lim_{n\to\infty}\frac{2n-n^{3}}{12+n^{3}}.

单选:A. 以上都不对 B. 00 C. 55 D. 11

Step-by-step solution

  1. 先看清上下两边的最高次项。 分子分母关于 nn 都是三次的:分子的首项是 −n3-n^{3},分母的首项是 +n3+n^{3}。次数相同时,极限就等于这两个首项系数之比。

  2. 分子分母同除以 n^3。 这一步把上面那句断言变成实打实的推导:

    2n−n312+n3=2n2−112n3+1.\frac{2n-n^{3}}{12+n^{3}}=\frac{\dfrac{2}{n^{2}}-1}{\dfrac{12}{n^{3}}+1}.

  3. 让那些负次幂趋于零。 2n2→0\dfrac{2}{n^{2}}\to 0,12n3→0\dfrac{12}{n^{3}}\to 0,于是只剩

    lim⁡n→∞0−10+1=−1.\lim_{n\to\infty}\frac{0-1}{0+1}=-1.

  4. 盯住符号——这才是本题的要害。 分子的三次项是负的,所以数列从下方趋近 −1-1,答案是负数。把 2n−n32n-n^{3} 看成 n3n^3 前面是正号,就会得到那个诱人的错误答案 11。

  5. 回头对照给出的选项。 算出来的 −1-1 既不是 00,也不是 55,更不是 11。所以正确选择是 A:以上都不对。

  6. 做个数值抽查。 取 n=100n=100,商是 200−100000012+1000000=−0.9998\dfrac{200-1000000}{12+1000000}=-0.9998;取 n=1000n=1000 是 −0.999998-0.999998——明显在收敛到 −1-1。

Answer

−1(所以正确选项是 A:以上都不对)-1\quad\text{(所以正确选项是 A:以上都不对)}

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