Questions mathématiques diverses

Question 40:
limn+(n!nn)3n3+44n41\lim\limits_{n \to +\infty}\left({\dfrac{n!}{n^n}}\right)^{\dfrac{3n^3+4}{4n^4-1}}
Voir les commentaires sur facebook
$\lim\limits_{n \to +\infty}\left({\dfrac{n!}{n^n}}\right)^{\dfrac{3n^3+4}{4n^4-1}}$
Réponse 40:
On pose un=(n!nn)3n3+44n41u_n=\left({\dfrac{n!}{n^n}}\right)^{\dfrac{3n^3+4}{4n^4-1}}
ln(un)=3n3+44n41ln(1.2.3...nn.n.b...n)=3n3+44n41k=1nln(kn)=3n4+4n4n41(1nk=1nln(kn))limn+ln(un)=3401lnx  dx=34\begin{align*} \ln(u_n)&=\dfrac{3n^3+4}{4n^4-1}\ln\left({\dfrac{1.2.3...n}{n.n.b...n}}\right)\\ &=\dfrac{3n^3+4}{4n^4-1}\sum\limits_{k=1}^{n}{\ln\left({\dfrac{k}{n}}\right)}\\ &=\dfrac{3n^4+4n}{4n^4-1}\left({\dfrac{1}{n}\sum\limits_{k=1}^{n}{\ln\left({\dfrac{k}{n}}\right)}}\right)\\ \lim\limits_{n \to +\infty}&\ln(u_n)=\dfrac{3}{4}\int_{0}^{1}{\ln x\;dx}=-\dfrac{3}{4} \end{align*} Donc limn+un=e34\lim\limits_{n \to +\infty}u_n=e^{-\frac{3}{4}}

Remarque

01lnxdx=limϵ0+ϵ1lnxdx\int_{0}^{1}{\ln x\,dx}=\lim\limits_{\epsilon \to 0^+}\int_{\epsilon}^{1}{\ln x\,dx} =limϵ0+[xlnxx]ϵ1=1=\lim\limits_{\epsilon \to 0^+}\left[{x\ln x-x}\right]_\epsilon^1=-1

Retour

Toutes les questions