3 n を 2 以上の自然数とする。
x2n を x2 - x + (n-1)/n2
で割ったあまりを anx + bn とする。
即ち x の多項式 Pn(x) があって
x2n = (x2 - x + (n-1)/n2)Pn(x)
+ anx + bn
が成り立っているとする。
n ∞ のときの an と bn の極限値を
求めよ。(表現を少し変えてあります)
解答
n を 3 以上の自然数とする。(n ∞ のときの状況を調べるので
、こうして良い)
fn(x) = x2 - x + (n-1)/n2 =
(x - (1 - 1/n))(x - 1/n)
である。従って。
(1 - 1/n)2n = an(1 - 1/n) + bn
(1/n)2n = an(1/n) + bn
をえる。これより
an = ((1 - 1/n)2n - (1/n)2n)/(1 - 2/n)
を得る。
(1 - 1/n)2n = ((1 - 1/n)n)2、
n ∞ のとき (1 - 1/n)n 1/e
、(1/n)2n) 0, 1 - 2/n 1
等に注意して
n ∞ のとき an 1/e2 を得る。
さらにこれと (1/n)2n = an(1/n) + bn より
n ∞ のとき bn 0 を得る。
答え n ∞ のとき an 1/e2 で bn 0 である。
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