n的根号n次方的极限为1,即:
lim(n->∞) n^(1/n) = 1
这个极限可以通过多种方法证明,以下是其中一种简单的证明方法:
对数变换
令 y = n^(1/n),则取自然对数得:
ln(y) = (1/n) * ln(n)
分析对数函数的增长速度
考虑函数 f(n) = (1/n) * ln(n) 和 g(n) = 1/n。显然,当 n 趋向于无穷大时,g(n) 趋向于 0。我们需要证明 f(n) 也趋向于 0。
使用积分测试
考虑函数 h(x) = ln(x) / x,我们可以使用积分测试来判断其极限。计算不定积分:
∫ ln(x) / x \, dx
通过分部积分法,设 u = ln(x), dv = 1/x \, dx,则 du = 1/x \, dx, v = ln(x):
∫ ln(x) / x \, dx = (1/2) * (ln(x))^2 + C
当 x 趋向于无穷大时,(ln(x))^2 增长速度远小于 x,因此 h(x) 趋向于 0。
回到原问题
由于 ln(y) = (1/n) * ln(n) 趋向于 0,所以 y = e^((1/n) * ln(n)) 趋向于 e^0 = 1。
因此,通过上述方法可以得出结论:
lim(n->∞) n^(1/n) = 1