미적분Ⅱ수열의 극한수능 기출심화 문제 (4점 중반 이후, 킬러 직전)

극한으로 정의된 수열 합

문제

자연수 kk에 대하여 ak=limn2×(k10)2n+1+(k10)n(k10)2n+(k10)n+1\displaystyle a _{k} = \lim\limits _{n \rightarrow \infty} {\frac{2 \times \left( \frac{k}{10} \right) ^{2 n + 1} + \left( \frac{k}{10} \right) ^{n}}{\left( \frac{k}{10} \right) ^{2 n} + \left( \frac{k}{10} \right) ^{n} + 1}} 이라 할 때, k=120ak\displaystyle \sum\limits _{k = 1} ^{20} a _{k}의 값은? [4점] 26262828303032323434

정답 보기

자료 내려받기

아직 올라온 파일이 없습니다.

해설

[출제의도] 등비수열의 극한을 이용하여 수열의 합 문제 해결하기 ak=limn2×(k10)2n+1+(k10)n(k10)2n+(k10)n+1\displaystyle a _{k} = \lim\limits _{n \rightarrow \infty} {\frac{2 \times \left( \frac{k}{10} \right) ^{2 n + 1} + \left( \frac{k}{10} \right) ^{n}}{\left( \frac{k}{10} \right) ^{2 n} + \left( \frac{k}{10} \right) ^{n} + 1}}에서 (ⅰ) 0<k10<1\displaystyle 0 < \frac{k}{10} < 1일 때, 즉 0<k<100 < k < 10일 때 ak=limn2×(k10)2n+1+(k10)n(k10)2n+(k10)n+1\displaystyle a _{k} = \lim\limits _{n \rightarrow \infty} {\frac{2 \times \left( \frac{k}{10} \right) ^{2 n + 1} + \left( \frac{k}{10} \right) ^{n}}{\left( \frac{k}{10} \right) ^{2 n} + \left( \frac{k}{10} \right) ^{n} + 1}}=2×0+00+0+1=0\displaystyle = \frac{2 \times 0 + 0}{0 + 0 + 1} = 0 이다. (ⅱ) k10=1\displaystyle \frac{k}{10} = 1일 때, 즉 k=10k = 10일 때 ak=limn2×12n+1+1n12n+1n+1=33=1\displaystyle a _{k} = \lim\limits _{n \rightarrow \infty} {\frac{2 \times 1 ^{2 n + 1} + 1 ^{n}}{1 ^{2 n} + 1 ^{n} + 1}} = \frac{3}{3} = 1 (ⅲ) k10>1\displaystyle \frac{k}{10} > 1, 즉 k>10k > 10일 때 ak=limn2×(k10)2n+1+(k10)n(k10)2n+(k10)n+1\displaystyle a _{k} = \lim\limits _{n \rightarrow \infty} {\frac{2 \times \left( \frac{k}{10} \right) ^{2 n + 1} + \left( \frac{k}{10} \right) ^{n}}{\left( \frac{k}{10} \right) ^{2 n} + \left( \frac{k}{10} \right) ^{n} + 1}} =limn2×(k10)+1(k10)n1+1(k10)n+1(k10)2n\displaystyle = \lim\limits _{n \rightarrow \infty} {\frac{2 \times \left( \frac{k}{10} \right) + \frac{1}{\left( \frac{k}{10} \right) ^{n}}}{1 + \frac{1}{\left( \frac{k}{10} \right) ^{n}} + \frac{1}{\left( \frac{k}{10} \right) ^{2 n}}}}=k5+01+0+0\displaystyle = \frac{\frac{k}{5} + 0}{1 + 0 + 0}=k5\displaystyle = \frac{k}{5} 이다. 따라서 ak={01(k<10)(k=10)k5(k>10)\displaystyle a _{k} = {\begin{cases} \begin{matrix} 0 \\ 1 \end{matrix} & \begin{matrix} ( k < 10 ) \\ ( k = 10 ) \end{matrix} \\ \frac{k}{5} & ( k > 10 ) \end{cases}} 이다. 그러므로 k=120ak=k=19ak+a10+k=1120ak\displaystyle \sum\limits _{k = 1} ^{20} a _{k} = \sum\limits _{k = 1} ^{9} a _{k} + a _{10} + \sum\limits _{k = 11} ^{20} a _{k}=k=190+1+k=1120k5\displaystyle = \sum\limits _{k = 1} ^{9} 0 + 1 + \sum\limits _{k = 11} ^{20} \frac{k}{5}=1+k=110(2+k5)\displaystyle = 1 + \sum\limits _{k = 1} ^{10} \left( 2 + \frac{k}{5} \right)=1+20+15×10×112\displaystyle = 1 + 20 + \frac{1}{5} \times \frac{10 \times 11}{2}=32= 32 이다.

태그

비슷한 문제 더 보기

← 전체 문제 목록으로