미적분Ⅱ수열의 극한수능 기출기본 문제 (3점 중반)

제곱합 비의 극한

문제

limn12+32+52++(2n1)222+42+62++(2n)2++(4n)2\displaystyle \lim\limits _{n \rightarrow \infty} {\frac{1 ^{2} + 3 ^{2} + 5 ^{2} + \cdots + ( 2 n - 1 ) ^{2}}{2 ^{2} + 4 ^{2} + 6 ^{2} + \cdots + ( 2 n ) ^{2} + \cdots + ( 4 n ) ^{2}}}의 값은? [3점] 18\displaystyle \frac{1}{8}14\displaystyle \frac{1}{4}12\displaystyle \frac{1}{2}1122

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해설

[출제의도] 수열의 극한값 구하기 limnk=1n(2k1)2k=12n(2k)2=limnk=1n(4k24k+1)k=12n4k2\displaystyle \lim\limits _{n \rightarrow \infty} {\frac{\sum\limits _{k = 1} ^{n} ( 2 k - 1 ) ^{2}}{\sum\limits _{k = 1} ^{2 n} ( 2 k ) ^{2}}} = \lim\limits _{n \rightarrow \infty} {\frac{\sum\limits _{k = 1} ^{n} ( 4 k ^{2} - 4 k + 1 )}{\sum\limits _{k = 1} ^{2 n} 4 k ^{2}}} =limn4n(n+1)(2n+1)64n(n+1)2+n42n(2n+1)(4n+1)6\displaystyle = \lim\limits _{n \rightarrow \infty} {\frac{\frac{4 n ( n + 1 ) ( 2 n + 1 )}{6} - \frac{4 n ( n + 1 )}{2} + n}{\frac{4 \cdot 2 n ( 2 n + 1 ) ( 4 n + 1 )}{6}}} =18\displaystyle = \frac{1}{8}

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