求证:数列 $\left\{\left(1+\dfrac 1n\right)^n\right\}$ 收敛.
【难度】
【出处】
【标注】
  • 题型
    >
    不等式
    >
    级数不等式的证明
  • 知识点
    >
    微积分初步
    >
    导数的运算
    >
    基本极限
  • 知识点
    >
    数列
    >
    数列极限
【答案】
【解析】
我们熟知\[a^{n+1}-b^{n+1}=(a-b)\left(a^n+a^{n-1}b+a^{n-2}b^2+\cdots b^n\right),\]设 $a>b>0$,则有\[a^{n+1}-b^{n+1}>(a-b)\cdot (n+1)b^n,\]即\[b^{n+1}>a^n\cdot \left[(n+1)b-na\right].\]令 $a=1+\dfrac 1n$,$b=1+\dfrac{1}{n+1}$,则\[\left(1+\dfrac{1}{n+1}\right)^{n+1}>\left(1+\dfrac 1n\right)^n,\]从而数列 $\left\{\left(1+\dfrac 1n\right)^n\right\}$ 单调递增.另一方面,令 $a=1+\dfrac{1}{2n}$,$b=1$,可得\[1>\left(1+\dfrac 1{2n}\right)^n\cdot \dfrac 12,\]即\[\left(1+\dfrac 1{2n}\right)^{2n}<4,\]因此数列 $\left\{\left(1+\dfrac 1n\right)^n\right\}$ 有上界 $4$.
综上所述,命题得证.
答案 解析 备注
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