AMKbook.Net Задачи должны иметь решение

Задача №2433

Условие

С помощью определённых интегралов найти предел суммы:

\[ \lim_{n\to\infty}\left(\frac{1}{n+1} + \frac{1}{n+2} + \ldots + \frac{1}{n+n}\right) \]

Решение

\[ \frac{1}{n+1}+\frac{1}{n+2}+\ldots+\frac{1}{n+n} =\frac{1}{\frac{1}{n}+1}\cdot\frac{1}{n}+\frac{1}{\frac{2}{n}+1}\cdot\frac{1}{n} + \ldots + \frac{1}{\frac{n}{n}+1}\cdot\frac{1}{n} =\sum\limits_{n=1}^{\infty}\left(\frac{1}{\frac{i}{n}+1}\cdot\frac{1}{n}\right) \]

Выше записана интегральная сумма для функции \(\displaystyle{f(x)=\frac{1}{x+1}}\) на отрезке \(\displaystyle{[0;1]}\) при условии разбиения отрезка на \(\displaystyle{n}\) равных частей. В качестве точек \(\displaystyle{\xi_i}\) на каждом отрезке выбираем \(\displaystyle{\frac{i}{n}}\).

\[ \lim_{n\to\infty}\left(\frac{1}{n+1} + \frac{1}{n+2} + \ldots + \frac{1}{n+n}\right) =\lim_{n\to\infty}\sum\limits_{n=1}^{\infty}\left(\frac{1}{\frac{i}{n}+1}\cdot\frac{1}{n}\right) =\int\limits_{0}^{1}\frac{dx}{x+1} =\ln{2} \]

Ответ:

\(\displaystyle{\ln{2}}\)

Источники задачи

Задачник №5Демидович "Сборник задач и упражнений по математическому анализу"
Раздел №4Определённый интеграл
Задача №2220