Задача №1782
Условие
Доказать соотношение \(\displaystyle{\lim_{n\to\infty}\frac{(n!)^n}{n^{n^2}}=0}\) с помощью ряда \(\displaystyle{\sum\limits_{n=1}^{\infty}\frac{(n!)^n}{n^{n^2}}}\).
Решение
Общий член ряда: \(\displaystyle{u_n=\frac{(n!)^n}{n^{n^2}}}\). Применим радикальный признак Коши:
Применим к ряду \(\displaystyle{\sum\limits_{n=1}^{\infty}\frac{n!}{n^n}}\) признак Д'Аламбера:
Так как \(\displaystyle{\frac{1}{e}\lt{1}}\), то ряд \(\displaystyle{\sum\limits_{n=1}^{\infty}\frac{n!}{n^n}}\) сходится, поэтому \(\displaystyle{\lim_{n\to\infty}\frac{n!}{n^n}=0}\). Следовательно, \(\displaystyle{\lim_{n\to\infty}\sqrt[n]{u_n}=0}\), т.е. ряд \(\displaystyle{\lim_{n\to\infty}\frac{(n!)^n}{n^{n^2}}=0}\) сходится, поэтому для него выполнено необходимое условие сходимости, т.е. \(\displaystyle{\sum\limits_{n=1}^{\infty}\frac{(n!)^n}{n^{n^2}}}\).
Ответ:
Равенство \(\displaystyle{\lim_{n\to\infty}\frac{(n!)^n}{n^{n^2}}=0}\) доказано.
Источники задачи
| Задачник №1 | Берман "Сборник задач по курсу математического анализа" |
| Глава №9 | Ряды |
| Параграф №1 | Числовые ряды |
| Задача №2789 |