Vinnaren i pepparkakshustävlingen!
2014-01-17, 15:51
  #1
Medlem
lim n->∞ ∫(n*ln(1+x/n)dx) från 0 till 1

Hur bör man räkna ut detta? Är det så att logaritmfunktionen går mot noll långsammare än vad n går mot oändligheten, och gränsvärdet blir då oändligheten?
Citera
2014-01-17, 16:03
  #2
Medlem
yggdrazils avatar
Citat:
Ursprungligen postat av BernardBenedictus
lim n->∞ ∫(n*ln(1+x/n)dx) från 0 till 1

Hur bör man räkna ut detta? Är det så att logaritmfunktionen går mot noll långsammare än vad n går mot oändligheten, och gränsvärdet blir då oändligheten?

lim n->∞ ∫(n*ln(1+x/n)dx) från 0 till 1 =
lim n->∞ ∫(n*(x/n-x^2/2n^2 + x^3/3n^3 ...)dx) från 0 till 1
lim n->∞ ∫(x-x^2/2n + x^3/3n^2 ...)dx från 0 till 1
∫ x dx från 0 till 1 =
1/2

kanske?

Edit: Kruxet var alltså att taylorexpandera ln(1+x/n). Eftersom alla termer av hög ordning försvinner när n->oo blir det exakt.
__________________
Senast redigerad av yggdrazil 2014-01-17 kl. 16:05.
Citera
2014-01-17, 16:17
  #3
Medlem
Citat:
Ursprungligen postat av yggdrazil
lim n->∞ ∫(n*ln(1+x/n)dx) från 0 till 1 =
lim n->∞ ∫(n*(x/n-x^2/2n^2 + x^3/3n^3 ...)dx) från 0 till 1
lim n->∞ ∫(x-x^2/2n + x^3/3n^2 ...)dx från 0 till 1
∫ x dx från 0 till 1 =
1/2

kanske?

Edit: Kruxet var alltså att taylorexpandera ln(1+x/n). Eftersom alla termer av hög ordning försvinner när n->oo blir det exakt.
Aha, smart!
Citera
2014-01-17, 16:24
  #4
Medlem
n ln(1+x/n) = ln ((1+x/n)^n) → ln (e^x) = x
Konvergensen är likformig (visa detta!).
Därmed gäller att gränsvärdet av integralen är lika med integralen av gränsvärdet:
lim n→∞ ∫ n ln(1+x/n) dx = ∫ lim n→∞ n ln(1+x/n) dx = ∫ x dx = 1/2
Citera

Stöd Flashback

Flashback finansieras genom donationer från våra medlemmar och besökare. Det är med hjälp av dig vi kan fortsätta erbjuda en fri samhällsdebatt. Tack för ditt stöd!

Stöd Flashback