Trợ lý học tập AI - Câu trả lời này chỉ mang tính tham khảo
Để tính giới hạn
\[
\lim_{n\rightarrow\infty}n^2\left(\left(1+\frac{x}{n}\right)^n - e^x\right),
\]
ta sẽ sử dụng khai triển nhị thức Newton. Theo định nghĩa, ta có:
\[
\left(1 + \frac{x}{n}\right)^n = e^{n \ln\left(1 + \frac{x}{n}\right)}.
\]
Khi \(n\) tiến tới vô cùng, ta có thể dùng khai triển Taylor cho hàm \(\ln(1 + u)\) quanh \(u = 0\):
\[
\ln(1 + u) \approx u - \frac{u^2}{2} + \frac{u^3}{3} - \cdots.
\]
Trong trường hợp của chúng ta, với \(u = \frac{x}{n}\):
\[
\ln\left(1 + \frac{x}{n}\right) \approx \frac{x}{n} - \frac{1}{2}\left(\frac{x}{n}\right)^2 + O\left(\frac{1}{n^3}\right).
\]
Nhân với \(n\), ta có:
\[
n \ln\left(1 + \frac{x}{n}\right) \approx x - \frac{x^2}{2n} + O\left(\frac{1}{n^2}\right).
\]
Do đó,
\[
\left(1 + \frac{x}{n}\right)^n = e^{n \ln\left(1 + \frac{x}{n}\right)} \approx e^{x - \frac{x^2}{2n}} = e^x e^{-\frac{x^2}{2n}}.
\]
Sử dụng khai triển hàm mũ:
\[
e^{-\frac{x^2}{2n}} \approx 1 - \frac{x^2}{2n} + O\left(\frac{1}{n^2}\right).
\]
Do đó, ta có:
\[
\left(1 + \frac{x}{n}\right)^n \approx e^x \left(1 - \frac{x^2}{2n} + O\left(\frac{1}{n^2}\right)\right).
\]
Như vậy,
\[
\left(1 + \frac{x}{n}\right)^n \approx e^x - \frac{e^x x^2}{2n} + O\left(\frac{1}{n^2}\right).
\]
Bây giờ, ta cần tìm
\[
\left(1 + \frac{x}{n}\right)^n - e^x \approx - \frac{e^x x^2}{2n} + O\left(\frac{1}{n^2}\right).
\]
Khi nhân với \(n^2\):
\[
n^2\left(\left(1 + \frac{x}{n}\right)^n - e^x\right) \approx n^2\left(-\frac{e^x x^2}{2n} + O\left(\frac{1}{n^2}\right)\right) = -\frac{e^x x^2}{2} + O(1).
\]
Khi \(n\) tiến tới vô cùng, phần \(O(1)\) sẽ không ảnh hưởng đến giới hạn, do đó:
\[
\lim_{n\rightarrow\infty} n^2\left(\left(1 + \frac{x}{n}\right)^n - e^x\right) = -\frac{e^x x^2}{2}.
\]
Vậy giới hạn là:
\[
\lim_{n\rightarrow\infty}n^2\left(\left(1+\frac{x}{n}\right)^n - e^x\right) = -\frac{e^x x^2}{2}.
\]
**Đáp án:** \(-\frac{e^x x^2}{2}\).
FQA.vn Nền tảng kết nối cộng đồng hỗ trợ giải bài tập học sinh trong khối K12. Sản phẩm được phát triển bởi CÔNG TY TNHH CÔNG NGHỆ GIA ĐÌNH (FTECH CO., LTD)
Điện thoại: 1900636019
Email: info@fqa.vn
Địa chỉ: Số 21 Ngõ Giếng, Phố Đông Các, Phường Ô Chợ Dừa, Quận Đống Đa, Thành phố Hà Nội, Việt Nam.