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Análisis Matemático 66
2024
CABANA
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ANÁLISIS MATEMÁTICO 66 UBA XXI
CÁTEDRA CABANA
7.4.
Para cada sucesión indicar su límite al infinito
a) $a_{n}=\sqrt{n^{2}+2 n-1}-n$
a) $a_{n}=\sqrt{n^{2}+2 n-1}-n$
Respuesta
Este tipo de límites ya los sabemos calcular! Es lo mismo que hacíamos cuando $x$ era un número real, sólo que ahora nuestra variable es $n$ que es un número natural, pero los razonamientos son los mismos que hacíamos en la práctica de Límites.
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$ \lim_{n \to +\infty} \left( \sqrt{n^2 + 2n - 1} - n \right) $
Tenemos una indeterminación de tipo "infinito menos infinito". Para resolverla, multiplicamos y dividimos por el conjugado de la expresión:
$ \lim_{n \to +\infty} \left( \sqrt{n^2 + 2n - 1} - n \right) \cdot \frac{\sqrt{n^2 + 2n - 1} + n}{\sqrt{n^2 + 2n - 1} + n} $
Ahora en el numerador nos queda una diferencia de cuadrados:
$ \lim_{n \to +\infty} \frac{(\sqrt{n^2 + 2n - 1})^2 - n^2}{\sqrt{n^2 + 2n - 1} + n} $
Simplificando el cuadrado y la raíz cuadrada, tenemos:
$ \lim_{n \to +\infty} \frac{n^2 + 2n - 1 - n^2}{\sqrt{n^2 + 2n - 1} + n} = \lim_{n \to +\infty} \frac{2n - 1}{\sqrt{n^2 + 2n - 1} + n} $
Nos queda una indeterminación de tipo "infinito sobre infinito". Para resolverla, empezamos a sacar factor común "el que manda" igual que como hacíamos en la práctica de Límites.
$ \lim_{n \to +\infty} \frac{n(2 - \frac{1}{n})}{\sqrt{n^2(1 + \frac{2}{n} - \frac{1}{n^2})} + n} $
Distribuimos la raíz y atenti acá: \(\sqrt{n^2} = |n|\), pero \(n\) toma valores positivos, así que nos queda \(\sqrt{n^2} = n\).
$ \lim_{n \to +\infty} \frac{n(2 - \frac{1}{n})}{n\sqrt{1 + \frac{2}{n} - \frac{1}{n^2}} + n} $
Sacamos factor común $n$ en el denominador
$ \lim_{n \to +\infty} \frac{n(2 - \frac{1}{n})}{n(\sqrt{1 + \frac{2}{n} - \frac{1}{n^2}} + 1)} $
Simplificamos las \(n\) y tomamos el límite:
$ \lim_{n \to +\infty} \frac{2 - \frac{1}{n}}{\sqrt{1 + \frac{2}{n} - \frac{1}{n^2}} + 1} = \frac{2}{2} = 1$
Entonces, el límite de la sucesión cuando \(n\) tiende a infinito es:
$ \lim_{n \to +\infty} \sqrt{n^2 + 2n - 1} - n = 1 $