Se me pide que encuentre el límite de la suma siguiente:
$$ \lim_{n\rightarrow\infty}\sum_{k=1}^{n}\sin{(\frac{k}{n})}\sin{(\frac{k}{n^2})} $$
Mi intento:
Para$n\rightarrow\infty$$1\leq k\leq n$:
$$ \sin{\frac{k}{n^2}}\approx \frac{k}{n^2} $$
Así
$$ \sin{(\frac{k}{n})}\sin{\frac{k}{n^2}}\approx \frac{k}{n^2}\sin{(\frac{k}{n})}=\frac{1}{n}\frac{k}{n}\sin{(\frac{k}{n})} $$
Por lo tanto, obtenemos un reimann suma, por lo que el límite sería igual a:
$$ \lim_{n\rightarrow \infty}\sum_{k=1}^{n}\frac{1}{n}\frac{k}{n}\sin{(\frac{k}{n})}=\int_{0}^{1}x\sin{x}dx=\sin{1}-\cos{1} $$
Ahora la pregunta es, ¿cómo puedo probar esto con rigor, porque la forma "yo lo hice" es obviamente incorrecto, si alguien me puede orientar a través de una rigurosa prueba, sería perfecto.
Gracias de antemano.