Вопрос задан 09.07.2026 в 06:46. Предмет Алгебра. Спрашивает Мужжавлева Инна.

Нужно найти предел суммы ряда. Первое что приходит в голову вынести : nx/4n^2*x^2=1/4nx за знак суммы , тогда внутри суммы k=0 до k=n остается выражение:
1/(1/x^2 +(k/2n)^2) , нет смысла стараться (у вас явно ничего не получится) найти сумму такого ряда.Теперь есть вопрос, можно ли рассуждать следующим образом или все вышесказанное является несправедливым? Возьмем какой нибудь бесконечно большой номер k=m после которого будет считать , что k=m соизмеримо по размеру с n (k=n-i ,где i-конечное целое число) , в этом случае предел :
lim k/n =lim(n-i)/n=1 I-конечное целое число . Равен 1 , а для всех остальных k для которых i -бесконечно большое этот предел будет равен 0. Таким образом сумма этого ряда при cтремлении n к бесконечности будет равна: (n-m+1)*(1/(1/x^2 +(1/2)^2) +(m-1)*(1/x^2) = x^2*( m-1 +4*(n-m+1)/(4+x^2) ). Теперь учтем вынесенный за скобки множитель : 1/4*n*x * x^2*( m-1 +4*(n-m+1)/(4+x^2) ) учитываем что при стремлении n к бесконечности : (m-1)/n=1 ; (n-m+1)/n=(1-1)/1=0
Тогда искомый предел равен: x^2/4x= x/4 . Вывод: предел равен x/4. Если я не прав и этот способ не является ,,честным'' пожалуйста решите так как нужно. Потому что других идей я тут придумать не смог. Может есть какая-то теорема о которой я не слышал , что сможет решить эту задачу.

Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Отвечает Намсараева Аяна.

Пусть требуется найти предел

limnk=0nnx4n2+k2x2.\lim_{n\to\infty}\sum_{k=0}^{n}\frac{nx}{4n^2+k^2x^2}.

Ваше преобразование в целом правильное:

nx4n2+k2x2=14nx11x2+(k2n)2.\frac{nx}{4n^2+k^2x^2} = \frac{1}{4nx}\cdot \frac{1}{\dfrac1{x^2}+\left(\dfrac{k}{2n}\right)^2}.

Но после этого не нужно пытаться заменять kn\frac{k}{n} только на 00 или 11. Именно здесь возникает ошибка.

Действительно, существуют не только номера вида k=nik=n-i, где ii фиксировано. Например,

k=[n2]kn12,k=\left[\frac n2\right] \quad\Rightarrow\quad \frac{k}{n}\to\frac12,

а при

k=[cn],0<c<1,k=[cn],\qquad 0

имеем

knc.\frac{k}{n}\to c.

То есть в сумме присутствуют целые «слои» индексов, для которых kn\frac{k}{n} стремится к любому числу из отрезка [0,1][0,1]. Таких слагаемых порядка nn, поэтому их нельзя отбросить. Нельзя заменить почти все значения kn\frac{k}{n} на ноль, а несколько последних — на единицу.

Правильный способ — увидеть сумму Римана. Удобнее преобразовать исходное выражение так:

nx4n2+k2x2=1nx4+x2(kn)2.\frac{nx}{4n^2+k^2x^2} = \frac1n\cdot \frac{x}{4+x^2\left(\frac{k}{n}\right)^2}.

Следовательно,

k=0nnx4n2+k2x2=1nk=0nx4+x2(kn)2.\sum_{k=0}^{n}\frac{nx}{4n^2+k^2x^2} = \frac1n \sum_{k=0}^{n} \frac{x}{4+x^2\left(\frac{k}{n}\right)^2}.

Это сумма Римана для функции

f(t)=x4+x2t2f(t)=\frac{x}{4+x^2t^2}

на отрезке [0,1][0,1]. Поэтому

limn1nk=0nx4+x2(kn)2=01xdt4+x2t2.\lim_{n\to\infty} \frac1n \sum_{k=0}^{n} \frac{x}{4+x^2\left(\frac{k}{n}\right)^2} = \int_0^1\frac{x\,dt}{4+x^2t^2}.

Вычислим интеграл:

01xdt4+x2t2=12arctanxt201.\int_0^1\frac{x\,dt}{4+x^2t^2} = \frac12\arctan\frac{xt}{2}\Bigg|_0^1.

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Алгебра

Алгебра 31.05.2026 05:33 16 Коныратова Гульсана
Алгебра 06.07.2026 13:52 11 Долганова Валерия
Алгебра 04.02.2025 20:38 132 Гончарова Наташа

Последние заданные вопросы в категории Алгебра

Алгебра 09.07.2026 08:02 10 Спивакова Виктория
Алгебра 09.07.2026 07:07 14 Анкудинова Александра
Алгебра 08.07.2026 20:14 19 Маркидонов Саша
Задать вопрос