计算极限:\frac{1/2((n+1)^{2H}+(n-1)^{2H}-2n^{2H})}{H(2H-1)n^{2H-2}} = 1
首先,将表达式中的 $n^{2H}$ 提取出来,得到: $$ \frac{1/2((n+1)^{2H}+(n-1)^{2H}-2n^{2H})}{H(2H-1)n^{2H-2}}= \frac{1/2n^{2H}(2^{2H}-2-2n^{-2H}((n-1)^{2H}-n^{2H}+(n+1)^{2H}))}{H(2H-1)} $$ 接下来,考虑当 $n$ 很大时,分子中的括号内的三个部分 $(n-1)^{2H}$、$n^{2H}$ 和 $(n+1)^{2H}$ 的大小关系。显然,当 $n$ 很大时,$(n+1)^{2H}$ 的增幅远大于 $(n-1)^{2H}$ 的减幅,而 $n^{2H}$ 始终处于它们之间。因此,可以将括号内的三个部分近似为 $(n+1)^{2H}$,即: $$ \frac{1/2n^{2H}(2^{2H}-2-2n^{-2H}((n-1)^{2H}-n^{2H}+(n+1)^{2H}))}{H(2H-1)} \approx \frac{1/2n^{2H}(2^{2H}-2-2n^{-2H}(2(n+1)^{2H}-2n^{2H}))}{H(2H-1)} $$ 接下来,将表达式化简:
\begin{align*}
&
\frac{1/2n^{2H}(2^{2H}-2-2n^{-2H}(2(n+1)^{2H}-2n^{2H}))}{H(2H-1)}
=&
\frac{1/2n^{2H}(2^{2H}-2-4n^{-2H}(n^{2H}+2n^{2H}+2n^{2H}+2n^{2H}+(n+1)^{2H}))}{H(2H-1)}
=&
\frac{1/2n^{2H}(2^{2H}-2-4n^{-2H}(4n^{2H}+2n^{2H}+(n+1)^{2H}))}{H(2H-1)}
=&
\frac{1/2n^{2H}(2^{2H}-2-4n^{2-2H}(4+2n^{-2H}+(n+1)^{2H-2}))}{H(2H-1)}
=&
\frac{1/2n^{2H}(2^{2H}-2-4n^{2-2H}(4+2n^{-2H}+1))}{H(2H-1)}
=&
\frac{1/2n^{2H}(2^{2H}-2-14n^{2-2H})}{H(2H-1)}
=&
\frac{1}{2H(2H-1)}-
\frac{7}{2H}n^{-2H}+
O(n^{-4H})
\end{align*}
因此,当 $n$ 趋近于正无穷时,原表达式的极限为 $ \frac{1}{2H(2H-1)}=1$。
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