29 votos

Calculando el límite $\lim((n!)^{1/n})$

Encuentra $\lim_{n\to\infty} ((n!)^{1/n})$. La pregunta parecía bastante simple al principio, y luego me di cuenta de que no estaba seguro de cómo manejar esto correctamente en absoluto. Mi intento: tomar el logaritmo, $$\lim_{n\to\infty} \ln((n!)^{1/n}) = \lim_{n\to\infty} (1/n)\ln(n!) = \lim_{n\to\infty} (\ln(n!)/n)$$ Aplicando la regla de L'Hopital: $$\lim_{n\to\infty} [n! (-\gamma + \sum(1/k))]/n! = \lim_{n\to\infty} (-\gamma + \sum(1/k))= \lim_{n\to\infty} (-(\lim(\sum(1/k) - \ln(n)) + \sum(1/k)) = \lim_{n\to\infty} (\ln(n) + \sum(1/k)-\sum(1/k)) = \lim_{n\to\infty} (\ln(n))$$ Continué expandiendo el $\ln(n)$ en forma de Maclaurin $$\lim_{n\to\infty} (n + (n^2/2)+...) = \infty$$ Dado que hice el $\ln$ al principio, procedí a elevado a la potencia de infinito $$= e^\infty = \infty$$

¿Estoy en lo correcto en cómo abordé esto o simplemente no estoy en el camino correcto? Sé que diverge, solo quería hacer mi mejor esfuerzo para mostrarlo explícitamente.

3voto

marty cohen Puntos 33863

Las desigualdades que a menudo encuentro útiles debido a su simplicidad son $(n/e)^n < n! < (n/e)^{n+1} $. Estos dan $\frac{(n!)^{1/n}}{n} \to 1/e $.

Estas se derivan de $(1+1/n)^n < e < (1+1/n)^{n+1} $ (lo cual ha sido demostrado aquí muchas veces).

0voto

hadesfv Puntos 13

Sea un $n\in \Bbb N$. Por definición $$[\frac n2]\leq \frac n2<[\frac n2]+1.$$ Entonces $n!=1\cdot 2\cdot ...\cdot[\frac n2]\cdot ([\frac n2]+1)\cdot...\cdot n>(\frac n2)^{n-[\frac n2]+a}>(\frac n2)^{\frac n2 +a}$, por lo tanto $(n!)^{\frac 1n}>(\frac n2)^{\frac 12 + \frac an}\to \infty$, así $(n!)^{\frac 1n}\to \infty.$ Tomamos $a:=0$, si $n$ es par, y $a:=1$, si es impar.

i-Ciencias.com

I-Ciencias es una comunidad de estudiantes y amantes de la ciencia en la que puedes resolver tus problemas y dudas.
Puedes consultar las preguntas de otros usuarios, hacer tus propias preguntas o resolver las de los demás.

Powered by:

X