konoyonoowari

このガウス記号がついた極限が解けません。。


どなたか解答お願いします...!🙇‍♂️

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benbentaro

ガウス記号の極限は、はさみうちの原理を用いて導くことが多いです。


[x+x2]≦x+x2<[x+x2]+1[\sqrt{x+x^{2}}]\leqq\sqrt{x+x^{2}}<[\sqrt{x+x^{2}}]+1


よって


x+x2−1<[x+x2]≦x+x2\sqrt{x+x^{2}}-1<[\sqrt{x+x^{2}}]\leqq\sqrt{x+x^{2}}


ここで、今回はx→∞x\to\inftyなのでx>0x>0を考えて


x+x2−1−xx<[x+x2]−xx≦x+x2−xx\dfrac{\sqrt{x+x^{2}}-1-\sqrt{x}}{x}<\dfrac{[\sqrt{x+x^{2}}]-\sqrt{x}}{x}\leqq\dfrac{\sqrt{x+x^{2}}-\sqrt{x}}{x}


ここで、一番左の極限をとると、


lim⁡x→∞x+x2−xx=lim⁡x→∞(1x+1−1x)=1\begin{aligned}\lim_{x\to\infty}\dfrac{\sqrt{x+x^{2}}-\sqrt{x}}{x}&=\lim_{x\to\infty}\Bigl(\sqrt{\dfrac{1}{x}+1}-\sqrt{\dfrac{1}{x}}\Bigr)\\&=1\end{aligned}


次に、一番右側の極限は、


lim⁡x→∞[x+x2]−x−1x=lim⁡x→∞(1x+1−1x−1x)=1\begin{aligned}\lim_{x\to\infty}\dfrac{[\sqrt{x+x^{2}}]-\sqrt{x}-1}{x}&=\lim_{x\to\infty}\Bigl(\sqrt{\dfrac{1}{x}+1}-\sqrt{\dfrac{1}{x}}-\dfrac{1}{x}\Bigr)\\&=1\end{aligned}


よって、はさみうちの原理により


lim⁡x→∞[x+x2]−xx=1\lim_{x\to\infty}\dfrac{[\sqrt{x+x^{2}}]-\sqrt{x}}{x}=1

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