108_07A_q06
108 指考數學甲 第 6 題
📅 108 年 📝 指考數學甲 第 6 題 題型:多選 課綱:99課綱
設 $\langle a_n \rangle$、$\langle b_n \rangle$ 為兩實數數列,且對所有的正整數 $n$,$a_n < b_n^2 < a_{n+1}$ 均成立。若已知 $\underset{n \to \infty}{\lim} a_n = 4$,試選出正確的選項。
  1. 對所有的正整數 $n$,$a_n > 3$ 均成立
  2. 存在正整數 $n$,使得 $a_{n+1} > 4$
  3. 對所有的正整數 $n$,$b_n^2 < b_{n+1}^2$ 均成立
  4. $\underset{n \to \infty}{\lim} b_n^2 = 4$
  5. $\underset{n \to \infty}{\lim} b_n = 2$ 或 $\underset{n \to \infty}{\lim} b_n = -2$
數列極限夾擠定理數列級數數列與級數
解題手法單調性分析〔AI 推測〕
答案

$(3)(4)$

詳解
已知 $a_n < b_n^2 < a_{n+1}$ 對所有正整數 $n$ 成立。這意味著: $a_1 < b_1^2 < a_2 < b_2^2 < a_3 < \dots < a_n < b_n^2 < a_{n+1} < \dots$ 數列 $\langle a_n \rangle$ 為嚴格遞增數列,且 $\underset{n \to \infty}{\lim} a_n = 4$。 (1) 雖然極限為 $4$,但 $a_1$ 可以是任何小於 $4$ 的實數(如 $0$),故 $a_n > 3$ 不一定成立。錯誤。 (2) 遞增數列趨近其極限 $4$,表示所有的 $a_n$ 都滿足 $a_n \le 4$,不可能大於 $4$。錯誤。 (3) 由上述不等式鏈可知 $b_n^2 < a_{n+1} < b_{n+1}^2$,故 $b_n^2 < b_{n+1}^2$ 恆成立。正確。 (4) 由於 $a_n < b_n^2 < a_{n+1}$ 且 $\underset{n \to \infty}{\lim} a_n = 4$,則 $\underset{n \to \infty}{\lim} a_{n+1} = 4$。根據夾擠定理,$\underset{n \to \infty}{\lim} b_n^2 = 4$。正確。 (5) $\underset{n \to \infty}{\lim} b_n^2 = 4$ 僅表示 $\underset{n \to \infty}{\lim} |b_n| = 2$。數列 $\langle b_n \rangle$ 的項可以在 $2$ 與 $-2$ 的附近跳動(例如 $b_n = 2 + \dfrac{1}{n}$ 當 $n$ 為偶數,$b_n = -2 - \dfrac{1}{n}$ 當 $n$ 為奇數),此時 $\underset{n \to \infty}{\lim} b_n$ 不存在。錯誤。 正確選項為 $(3)(4)$。

題目來源:大學入學考試中心公開試題。

解析狀態:本解析由 AI 輔助產出,未經人工審核,非官方詳解,僅供學習參考。如與官方公告不同,請以官方公告為準。