미적분Ⅱ급수수능 기출기본 문제 (3점 중반)

급수와 극한

문제

수열 {an}\left\{ a _{n} \right\}에 대하여 급수 n=1(2n12n+3an1)\displaystyle \sum\limits _{n = 1} ^{\infty} \left( \frac{2 n}{12 n + 3} a _{n} - 1 \right)이 수렴할 때, limnan\displaystyle \lim\limits _{n \rightarrow \infty} {a _{n}}의 값을 구하시오. [3점]

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해설

[출제의도] 급수의 수렴과 수열의 극한값 사이의 관계 이해하기 급수 n=1(2n12n+3an1)\displaystyle \sum\limits _{n = 1} ^{\infty} \left( \frac{2 n}{12 n + 3} a _{n} - 1 \right)이 수렴하므로 limn(2n12n+3an1)=0\displaystyle \lim\limits _{n \rightarrow \infty} {\left( \frac{2 n}{12 n + 3} a _{n} - 1 \right)} = 0, limn2n12n+3an=1\displaystyle \lim\limits _{n \rightarrow \infty} {\frac{2 n}{12 n + 3} a _{n}} = 1 수열 {bn}\left\{ b _{n} \right\}bn=2n12n+3an\displaystyle b _{n} = \frac{2 n}{12 n + 3} a _{n}이라 하면 limnbn=1\displaystyle \lim\limits _{n \rightarrow \infty} {b _{n}} = 1, an=12n+32nbn\displaystyle a _{n} = \frac{12 n + 3}{2 n} b _{n}이므로 limnan=limn(12n+32nbn)\displaystyle \lim\limits _{n \rightarrow \infty} {a _{n}} = \lim\limits _{n \rightarrow \infty} {\left( \frac{12 n + 3}{2 n} b _{n} \right)}=limn12n+32n×limnbn=6\displaystyle = \lim\limits _{n \rightarrow \infty} {\frac{12 n + 3}{2 n} \times \lim\limits _{n \rightarrow \infty} {b _{n}}} = 6

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