定积分的定义式(a)的左端为定积分. 右端为一个n项和式的极限,由于(a)式右端的极限与区间的分法无关,与的取法无关,所以在具体应用时通常假设区间为,并将区间n等分,则子区间的长度,不妨取子区间的右端点记为,于是(a)式就变为(b).
将公式(b)反过来使用可以将某些n项和的极限问题转化为定积分来处理.
2.举例分析:
例7 求极限.
分析:可通过放大技巧,转化成和式极限,再转化为定积分求值.
解:,
而 ,
由于 ,
.
所以由夹逼定理可知:
.
例8 求极限 .
分析:此式为乘积形式,可先取对数,转化为对数和极限,再变成定积分求值.
解:由于
所以将上式取对数再求极限得
.
故 .
由此可见,一些和式的极限问题可以变为定积分的形式来解决。在这个过程中:首先,将和式写成积分和的形式;第二步,要确定区间及其特殊的(对于该和式的)划分,及的特殊取值,并确定对应于积分和式的函数;第三步,检验在上的可积性;最后,写出积分(表示原合适的极限).
注意在这类和式极限过程中,因为,为将原极限表示成积分和的极限(),只能对区间取等分的特殊划分,否则不能说明,故,即应在原和式中首先凑出因子,则另一因子即为,由此确定与.
参考文献:
[1]侯风波.高等数学[M].北京:高等教育出版社,2003.
[2]徐利治.大学数学解题法诠释[M].合肥:安徽教育出版社,1999.
[3]王景克.高等数学解题方法与技巧[M].北京:中国林业出版社,1999.
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