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Verwenden Sie das Riemann-Integral, um die folgenden Grenzwerte zu berechnen

\( \lim\limits_{n\to\infty} \)(n√n!)/n


Danke im Voraus

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\( \sqrt[n]{\frac{n!}{n}} \) oder \( \frac{\sqrt[n]{n!}}{n}\)?

Der rechte Teil

Und wo hast du dich dort nach dem Riemann-Integral erkundigt ? Oder hast du dir die Arbeitsanweisung gar nicht durchgelesen ?

Ohne den verlangten Lösungsweg hättest du wenigstens auf die Stirling-Formel verweisen können.

1 Antwort

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Hallo :-)

Betrachte mit deiner Folge \(a_n=\sqrt[n]{\frac{n!}{n^n}}\) stattdessen die neue Folge

$$\begin{aligned} b_n&:=\ln(a_n)=\ln\left(\sqrt[n]{\frac{n!}{n^n}} \right)=\ln\left(\left(\frac{n!}{n^n}\right)^{\frac{1}{n}}\right)={\frac{1}{n}}\cdot \ln\left(\frac{n!}{n^n}\right)\\&=\frac{1}{n}\cdot \Big[\ln(n!)-\ln(n^n)\Big]=\frac{1}{n}\cdot \Big[\ln\big(n\cdot (n-1)\cdot...\cdot 2\cdot 1\big)-\ln(n^n)\Big] \\&=\frac{1}{n}\cdot \left[\ln\left(\prod_{k=1}^n k\right)-n\cdot \ln(n)\right]\\&=\frac{1}{n}\cdot \left[\sum\limits_{k=1}^n\ln(k)-n\cdot \ln(n)\right]\\&=\frac{1}{n}\cdot \left[\left(\sum\limits_{k=1}^n\ln(k)\right)-\left(\sum\limits_{k=1}^n \ln(n)\right)\right]\\&=\frac{1}{n}\cdot \left[\sum\limits_{k=1}^n(\ln(k)-\ln(n))\right]\\&=\frac{1}{n}\cdot \left[\sum\limits_{k=1}^n\ln\left(\frac{k}{n}\right)\right]\end{aligned}$$

Betrachtet man die einzelnen Summanden, dann sieht man, dass \(\ln(.)\) auf dem Intervall \([0,1]\) an äquidistanten Stellen \(\frac{k}{n}\) ausgewertet wird.

Damit ist

$$ \lim\limits_{n\to \infty} b_n=\lim\limits_{n\to \infty} \frac{1}{n}\cdot \left[\sum\limits_{k=1}^n\ln\left(\frac{k}{n}\right)\right]=\int_0^1 \ln(t)\text{ dt} $$

Das musst du jetzt noch ausrechnen.

Avatar von 15 k
Das musst du jetzt noch ausrechnen.

Bin mir nicht sicher, ob das reicht. Du hast 2 konkurrierende Grenzprozesse: Die Riemann-Summe und den Grenzübergang an der unteren Grenze (uneigentliches R-Integral)??

Du hast 2 konkurrierende Grenzprozesse:

Das ist richtig, aber vielleicht reicht das schon dem Fragesteller und er kann (für sich) zeigen, dass der Grenzwert und das uneigentliche Integral hier existieren.

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