Cálculo de la suma de expresiones que contienen infinito por integral definida

conocimiento previo


introducir

De acuerdo con el concepto de integral definida, podemos obtener

∫ abf ( x ) dx = lim ⁡ norte → + ∞ 1 norte ∑ yo = 1 nf ( un + segundo − ani ) \int_a^bf(x)dx=\lim\limits_{n\to +\infty}\dfrac 1n\sum\limits_{i=1}^{n}f(a+\dfrac{ba}{n}i)asegundof ( x ) re x=norte + límitenorte1yo = 1nf ( un+nortebunyo )

Entonces, para partes de la forma

lim ⁡ norte → + ∞ 1 norte ∑ yo = 1 nai \lim\limits_{n\to +\infty}\dfrac 1n\sum\limits_{i=1}^na_inorte + límitenorte1yo = 1nayo

Este tipo de fórmula se puede obtener por integral definida.


ejemplo

Determinar límite ⁡ norte → + ∞ ( nn 2 + 1 + nn 2 + 2 2 + ⋯ + nn 2 + n 2 ) \lim\limits_{n\to+\infty}(\dfrac{n}{n^2+1 }+\dfracción}{n^2+2^2}+\cdots+\dfracción}{n^2+n^2})norte + límite(norte2+1n+norte2+22n++norte2+norte2n)

Solución:
\qquad原式= lim ⁡ norte → + ∞ 1 norte ∑ yo = 1 norte 1 1 + (en ) 2 = ∫ 0 1 1 1 + x 2 dx = arctan ⁡ x ∣ 0 1 = π 4 =\lim\limits_{n \to+\infty}\dfrac 1n\sum\limits_{i=1}^n\dfrac{1}{1+(\frac in)^2}=\int_0^1\dfrac{1}{1+x^ 2}dx=\arctan x\bigg\vert_0^1=\dfrac{\pi}{4}=norte + límitenorte1yo = 1n1+(norteyo)21=011+X21d x=arcánX 01=4pag

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