Cho dãy số (un) được xác định bởi u1=1, u2=3
Đáp án: “1”
Giải thích
\(\left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{{u_1} = 1,{u_2} = 3\quad {\rm{ (1)}}\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,{\rm{ }}}\\{{u_{n + 2}} + {u_n} = 2\left( {{u_{n + 1}} + 1} \right)\quad (2)}\end{array}\quad (n \ge 1).} \right.\)
Đặt \({v_n} = {u_{n + 1}} - {u_n}\).
Ta có \((2) \Leftrightarrow {u_{n + 2}} - {u_{n + 1}} = {u_{n + 1}} - {u_n} + 2 \Leftrightarrow {v_{n + 1}} = {v_n} + 2\).
Suy ra \(\left( {{v_n}} \right)\) lập thành một cấp số cộng có số hạng đầu \({v_1} = 2\) và công sai \(d = 2\).
Nên \({v_n} = 2 + (n - 1).2 = 2n\).
Khi đó: \({u_n} = \left( {{u_n} - {u_{n - 1}}} \right) + \left( {{u_{n - 1}} - {u_{n - 2}}} \right) + \ldots + \left( {{u_2} - {u_1}} \right) + {u_1}\)
\( = {v_{n - 1}} + {v_{n - 2}} + \ldots + {v_1} + {u_1} = 2((n - 1) + (n - 2) + \ldots + 1) + 1\)
\( = 2\frac{{n(n - 1)}}{2} + 1 = n(n - 1) + 1.\)
Do đó: \(\mathop {\lim }\limits_{n \to + \infty } \frac{{{u_n}}}{{{n^2}}} = \mathop {\lim }\limits_{n \to + \infty } \frac{{n(n - 1) + 1}}{{{n^2}}} = \mathop {\lim }\limits_{n \to + \infty } \frac{{{n^2} - n + 1}}{{{n^2}}} = 1\). Vậy \(\mathop {\lim }\limits_{n \to + \infty } \frac{{{u_n}}}{{{n^2}}} = 1\).