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108 政大微積分 第 1 題

考題 / 轉學考微積分 / 政大 / 微積分

108學年度 · 108微積分 · 第 1 題

題目

Problem

Let f(x)=lim⁡n→∞(1+xn)nf(x)=\lim_{n\to\infty}\left(1+\frac{x}{n}\right)^n. Then which of the following is true?

(a) f(x)f(x) does not exist.

(b) f(x)=∑n=0∞xnf(x)=\sum_{n=0}^{\infty}x^n.

(c) f(x)=∑n=0∞xnn!f(x)=\sum_{n=0}^{\infty}\dfrac{x^n}{n!}.

(d) f(x)=exf(x)=e^x.

(e) None of the above.

題目勘誤

官方原題:選項 (c) 為 ∑n=0∞xnn!\sum_{n=0}^{\infty}\dfrac{x^n}{n!},選項 (d) 為 exe^x。

實際上應為:兩個選項表示同一個函數,故 (c)、(d) 同時正確;題目無法唯一作答。

本頁保留官方原題,未替換選項。

解答

解法一

思路

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  • 利用自然指數函數的基本極限,再對照其 Maclaurin 級數。

答題過程

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由指數函數定義,

f(x)=lim⁡n→∞(1+xn)n=ex.f(x)=\lim_{n\to\infty}\left(1+\frac{x}{n}\right)^n=e^x.

另一方面,

ex=∑n=0∞xnn!.e^x=\sum_{n=0}^{\infty}\frac{x^n}{n!}.

故選項 (c)、(d) 均正確\boxed{\text{(c)、(d) 均正確}};如題面勘誤所述,不能唯一選出一項。