真真假假,假假真真
歷史為骨,藝術為翼
上周,我們講了求解數列極限的一個比較有難度的方法——夾逼定理,並講了數列放縮的一個基本的技能“找到變化元素,把變化元素全部變成最大(小)元素,實現放大和縮小。”不知道你有沒有發現,昨天的每個題目的通項中,變化元素實際上非常少,一般就是一個變化元素,而且還特別有規律,因此對於一個變化元素來說,直接使用放縮的基本原則一般就能搞定,但是,出題老頭會就這樣善罷甘休嗎?當然不會。“變化元素只有一個?太簡單了!上難度,我讓它變化元素多一些,而且不光是分母變,分子也跟着變,看你怎么辦,想考150,白日做夢!”
來看看昨天出的思考題第四題,其實我把這個題放在昨天,就是想讓你思考這樣的幾個問題:放縮的基本技能它的局限性是什么?什么情況下這種放縮法將會失效?如果失效我們該怎么辦?(一句非常中二的話形容:冒險越來越深入了~)
好了,題目來了,咱們先按照昨天講過的方法,分析一下本題的變化元素和不變元素:
分子:sin三角函數,好像是個變化元素,特點是π前面的系數由1變化到n;分母n不變,但是n后面那一項發生了變化,它其實上是一個1/i的結構,小分子是1不變,小分母由1變化到n
分母的處理方法,我昨天已經講過了,我們的目標就是通過放縮把分母變成一樣的,這樣的話,我們就可以對分式進行合並,那,咱們先操作一下唄~
這里有一個小技巧,因為本題分母的變化元素是一個分數,所以那句廢話又來了:“分母越大,分數越小;分母越小,分數越大”,所以從1/1到1/n,最大的肯定是1/1,而最小的是1/n,根據基本原則:
下面我們要思考了,不等式右面是不是還是很麻煩?其實做數學做多了我們就會有一個大致感觀:分數不如整數好處理,反三角函數,對數函數不如三角函數,冪函數好處理等等。尤其是這道題,本來就是分式,又套了一個分數,好麻煩啊,因此我進一步放大,反正只要分母變小就行了,那我把1/n整個去掉行不行?是不是這就相當於縮小分母了?(做放縮的思考過程就是這樣,先有一個基本的套路,然后根據不同的題目再做微調,達到想要的結果),因此式子就變成了這樣:
看着舒服多了吧,好了,夾逼定理!誒,等等,這個式子怎么沒合並成一項啊,明明分母都一樣了呀!
這題的特殊性就在於,即使你處理了分母,分子照樣合不了並,因為三角函數這個函數比較排外,同類項必須完全一樣才能合並,有一點不一樣也不行,而分子同樣是個變化元素,所以,額,不會做了,嗚嗚嗚~~~
好,現在想想我們還有什么方法?誒,“提1/n”這招我還沒用過,那我試試,看行不行?
先看放縮的右項,疑,天然就有1/n啊,有戲有戲!
再看剩下的部分能不能湊出i/n整體形式?好像也是現成的啊,趕緊試試!
得嘞,1/n,i/n全湊出來了,那接下來,定積分定義翻譯表,一起背:“1/n和求和號翻譯成積分上下限0~1,i/n翻譯成x,最后添加dx”,那么立即推!
一邊出來了,那么另一邊呢?就復雜了,這里面沒有n啊,只有n+1,怎么辦?“沒有條件,創造條件也要上!”不是沒有n嗎?強行讓他有!
友情提示:插值法其實是一個做數學題時候的一個最底層技能,往往在沒有條件需要創造條件時候使用,具體來說有“加一項減一項”“乘一項除一項”等。
剩下的不用說了吧,湊出來的部分極限是2/π,剩下的部分用抓大頭法,很容易求出極限是1,因此,這道題目最后的答案就是2/π。
當夾逼定理遇上定積分定義時,二者會擦出什么樣的火花呢?講到這里以后,想必你已經知道了吧,那就是:夾逼定理主攻分母,定積分定義處理分子,二者相得益彰。
今天思考題的題目是: