Условие: http://saveimg.ru/show-image.php?id=641133665eb94f7ee95a2268b80e6836 Надо доказать, что предел равен 1/2. Я раскрываю логарифм произведения как сумму логарифмов, в итоге логарифм каждого вида слева встретится n + 1 раз, а справа ln(1) и ln(2) встретятся 2n раз, ln(3) встретится 2(n - 1) раз, ln(4) 2(n - 2) раза, и т. д. ... В итоге сокращаю, но ничего дельного не получается. В правильном ли направлении я движусь? задан 16 Ноя '15 17:38 David |
Здесь нужно производить оценки сумм логарифмов и тому подобных вещей. Прежде всего, если рассмотреть сумму $%\ln 1+\ln 2+\cdots+\ln n$%, то она эквивалентна интегралу $%\int_1^n\ln x\,dx=n\ln n-n$%. После преобразований числителя должна была получиться сумма $%\sum\limits_{k=2}^n(2k-n-1)\ln k=2\sum\limits_{k=2}^nk\ln k-(n-1)\sum\limits_{k=2}^n\ln k$%. Это значит, что нам нужно оценить ещё и сумму $%\sum\limits_{k=2}^nk\ln k$%, что также делается при помощи интеграла $%I=\int x\ln x\,dx=\int(x\ln x-x)\,dx+\int x\,dx=x(x\ln x-x)-\int x\,d(x\ln x-x)+x^2/2$%, то есть $%I=x^2\ln x-x^2/2-\int x\ln x\,dx=x^2\ln x-x^2/2-I$%, откуда $%I=\frac12x^2\ln x-\frac14x^2+C$%. Из тех же соображений, что и выше, сумма эквивалентна интегралу: $%\sum\limits_{k=2}^nk\ln k\sim\frac12n^2\ln n-\frac14n^2$%. Собирая всё вместе, получаем $%2\sum\limits_{k=2}^nk\ln k-(n-1)\sum\limits_{k=2}^n\ln k\sim n^2\ln n-\frac12n^2-(n-1)(n\ln n-n)$%, что упрощается до $%n^2/2+n\ln n-n$%. Теперь делим на $%n^2$% (это равноценно делению на $%n^2+1$% и переходим к пределу, получая $%\frac12$%. отвечен 17 Ноя '15 0:39 falcao @David: это задание достаточно сложное, и там нужны оценки, которые далеко не очевидны. Их можно осуществить и другими средствами, то есть без помощи интегралов. Я чуть позже попробую изложить какой-нибудь другой способ решения.
(17 Ноя '15 2:12)
falcao
@David: я оценил способ решения без интегралов -- там всё получается технически ещё более сложно, то есть надо доказывать по индукции 4 неравенства, подбирая соответствующие оценки для тех же сумм. Можно также использовать формулу Стирлинга, но это сложное средством, и я думаю, что Вы вряд ли её изучали. Поэтому чего-то принципиальное более простого, основанного только на элементарных оценках, я вряд ли смогу предложить.
(17 Ноя '15 4:55)
falcao
|