问题


以下是中国关于高等数学考试的单项选择题,请选出其中的正确答案。
求极限:$\lim_{n\rightarrow\infty}\sum_{k=1}^n{\frac{k}{\left(k+1\right)!}}=$____
A. 1
B. 0
C. -1
D. 2
答案:

答案

模型 模型答案 正确答案
金声玉亮2.0 为了求解这个极限,我们需要先分析给定的和式:

\[
\lim_{n \rightarrow \infty} \sum_{k=1}^n \frac{k}{(k+1)!}
\]

我们可以尝试将每一项进行分解和简化。注意到:

\[
\frac{k}{(k+1)!} = \frac{k}{(k+1) \cdot k!} = \frac{k}{k+1} \cdot \frac{1}{k!}
\]

进一步简化:

\[
\frac{k}{k+1} = 1 - \frac{1}{k+1}
\]

因此,每一项可以写成:

\[
\frac{k}{(k+1)!} = \left(1 - \frac{1}{k+1}\right) \cdot \frac{1}{k!}
\]

现在我们将这个表达式代入原和式:

\[
\sum_{k=1}^n \frac{k}{(k+1)!} = \sum_{k=1}^n \left(1 - \frac{1}{k+1}\right) \cdot \frac{1}{k!}
\]

我们可以将和式拆分成两个部分:

\[
\sum_{k=1}^n \left(1 - \frac{1}{k+1}\right) \cdot \frac{1}{k!} = \sum_{k=1}^n \frac{1}{k!} - \sum_{k=1}^n \frac{1}{(k+1)!}
\]

注意到第二个和式可以重新索引:

\[
\sum_{k=1}^n \frac{1}{(k+1)!} = \sum_{j=2}^{n+1} \frac{1}{j!}
\]

因此,原和式变为:

\[
\sum_{k=1}^n \frac{1}{k!} - \sum_{j=2}^{n+1} \frac{1}{j!}
\]

我们可以将这两个和式合并:

\[
\left( \frac{1}{1!} + \sum_{k=2}^n \frac{1}{k!} \right) - \sum_{j=2}^{n+1} \frac{1}{j!} = \frac{1}{1!} - \frac{1}{(n+1)!}
\]

当 \( n \rightarrow \infty \) 时,\(\frac{1}{(n+1)!}\) 趋近于 0,因此:

\[
\lim_{n \rightarrow \infty} \sum_{k=1}^n \frac{k}{(k+1)!} = 1
\]

所以,正确答案是:

\[
\boxed{A}
\]
A
deepseekr1

要计算极限 \(\lim_{n\rightarrow\infty}\sum_{k=1}^n{\frac{k}{(k+1)!}}\),首先将通项分解为差的形式:

\[
\frac{k}{(k+1)!} = \frac{1}{k!} - \frac{1}{(k+1)!}.
\]

由此,级数可以展开为:

\[
\sum_{k=1}^n \left( \frac{1}{k!} - \frac{1}{(k+1)!} \right).
\]

该级数为望远镜级数,中间项相互抵消后,仅剩首项和末项:

\[
\left( \frac{1}{1!} - \frac{1}{2!} \right) + \left( \frac{1}{2!} - \frac{1}{3!} \right) + \cdots + \left( \frac{1}{n!} - \frac{1}{(n+1)!} \right) = 1 - \frac{1}{(n+1)!}.
\]

当 \(n \rightarrow \infty\) 时,\(\frac{1}{(n+1)!} \rightarrow 0\),因此极限为:

\[
\lim_{n\rightarrow\infty} \left( 1 - \frac{1}{(n+1)!} \right) = 1.
\]

验证部分和的前几项趋势也表明结果趋近于1。因此,正确答案为 **A. 1**。

答案:A
A
gpto1 要计算极限 \(\lim_{n\rightarrow\infty}\sum_{k=1}^n{\frac{k}{(k+1)!}}\),我们可以通过拆分项来简化计算。

首先,注意到 \(\frac{k}{(k+1)!} = \frac{1}{k!} - \frac{1}{(k+1)!}\)。这是因为:
\[
\frac{1}{k!} - \frac{1}{(k+1)!} = \frac{1}{k!} - \frac{1}{(k+1)k!} = \frac{(k+1) - 1}{(k+1)k!} = \frac{k}{(k+1)!}
\]

因此,原来的和可以写成:
\[
\sum_{k=1}^n \left( \frac{1}{k!} - \frac{1}{(k+1)!} \right) = \left( \frac{1}{1!} - \frac{1}{2!} \right) + \left( \frac{1}{2!} - \frac{1}{3!} \right) + \dots + \left( \frac{1}{n!} - \frac{1}{(n+1)!} \right)
\]

这是一系列相消的项,最后只剩下:
\[
\sum_{k=1}^n{\frac{k}{(k+1)!}} = \frac{1}{1!} - \frac{1}{(n+1)!} = 1 - \frac{1}{(n+1)!}
\]

当 \(n \rightarrow \infty\) 时,\(\frac{1}{(n+1)!} \rightarrow 0\),因此极限为:
\[
\lim_{n\rightarrow\infty} \sum_{k=1}^n{\frac{k}{(k+1)!}} = 1 - 0 = 1
\]

答案:A. 1

**答案:**

A
A
GPT-4o 我们来求极限 \(\lim_{n\rightarrow\infty}\sum_{k=1}^n{\frac{k}{(k+1)!}}\)。

首先,我们对给定的表达式进行简化。注意到:
\[
\frac{k}{(k+1)!} = \frac{k}{(k+1)k!} = \frac{1}{k!} - \frac{1}{(k+1)!}
\]

因此,原来的求和可以重写为:
\[
\sum_{k=1}^n{\left(\frac{1}{k!} - \frac{1}{(k+1)!}\right)}
\]

我们将这个和式展开:
\[
\left( \frac{1}{1!} - \frac{1}{2!} \right) + \left( \frac{1}{2!} - \frac{1}{3!} \right) + \left( \frac{1}{3!} - \frac{1}{4!} \right) + \cdots + \left( \frac{1}{n!} - \frac{1}{(n+1)!} \right)
\]

可以看到,这个和式是一个望远镜求和,很多项会相互抵消。具体来说,每一项的形式是 \(\frac{1}{k!} - \frac{1}{(k+1)!}\),所以所有的中间项都抵消了,剩下的只有第一项和最后一项:
\[
\left( \frac{1}{1!} - \frac{1}{(n+1)!} \right)
\]

当 \(n\) 趋向于无穷大时,\(\frac{1}{(n+1)!}\) 趋向于 0。因此,极限为:
\[
\lim_{n \rightarrow \infty} \left( \frac{1}{1!} - \frac{1}{(n+1)!} \right) = \frac{1}{1!} - 0 = 1
\]

因此,正确答案是:
A. 1
A
llama3.1-70B-Instruct

答案是 A. 最终结果是1
A
llama3.1-405B-Instruct

由\sum_{k=1}^{n}\frac{k}{(k+1)!}=\sum_{k=1}^{n}(\frac{1}{k!}-\frac{1}{(k+1)!})=1-\frac{1}{(n+1)!},所以\lim_{n\rightarrow\infty}\sum_{k=1}^{n}\frac{k}{(k+1)!}=\lim_{n\rightarrow\infty}(1-\frac{1}{(n+1)!})=1. 最终结果是1
A
DeepSeek-Coder-V2 为了求解这个极限,我们需要先分析求和式 $\sum_{k=1}^n{\frac{k}{\left(k+1\right)!}}$。

首先,我们可以将每一项 $\frac{k}{(k+1)!}$ 进行分解:

\[
\frac{k}{(k+1)!} = \frac{k}{(k+1) \cdot k!} = \frac{k}{k+1} \cdot \frac{1}{k!}
\]

接下来,我们可以将 $\frac{k}{k+1}$ 进一步分解:

\[
\frac{k}{k+1} = 1 - \frac{1}{k+1}
\]

因此,每一项可以写成:

\[
\frac{k}{(k+1)!} = \left(1 - \frac{1}{k+1}\right) \cdot \frac{1}{k!}
\]

现在,我们将这个表达式代入求和式中:

\[
\sum_{k=1}^n \frac{k}{(k+1)!} = \sum_{k=1}^n \left(1 - \frac{1}{k+1}\right) \cdot \frac{1}{k!}
\]

我们可以将求和式拆分成两个部分:

\[
\sum_{k=1}^n \left(1 - \frac{1}{k+1}\right) \cdot \frac{1}{k!} = \sum_{k=1}^n \frac{1}{k!} - \sum_{k=1}^n \frac{1}{(k+1)!}
\]

注意到 $\sum_{k=1}^n \frac{1}{(k+1)!}$ 可以写成 $\sum_{j=2}^{n+1} \frac{1}{j!}$,其中 $j = k+1$。因此,我们可以将求和式进一步简化:

\[
\sum_{k=1}^n \frac{1}{k!} - \sum_{k=1}^n \frac{1}{(k+1)!} = \sum_{k=1}^n \frac{1}{k!} - \sum_{j=2}^{n+1} \frac{1}{j!}
\]

我们可以将这两个求和式合并:

\[
\sum_{k=1}^n \frac{1}{k!} - \sum_{j=2}^{n+1} \frac{1}{j!} = \frac{1}{1!} + \sum_{k=2}^n \frac{1}{k!} - \sum_{j=2}^n \frac{1}{j!} - \frac{1}{(n+1)!}
\]

注意到 $\sum_{k=2}^n \frac{1}{k!}$ 和 $\sum_{j=2}^n \frac{1}{j!}$ 是相同的求和式,因此它们相互抵消:

\[
\frac{1}{1!} - \frac{1}{(n+1)!}
\]

当 $n \rightarrow \infty$ 时,$\frac{1}{(n+1)!}$ 趋近于 0,因此:

\[
\lim_{n \rightarrow \infty} \left( \frac{1}{1!} - \frac{1}{(n+1)!} \right) = 1
\]

所以,正确答案是 $\boxed{A}$。
A
Qwen2-72B-Instruct 为了求解这个极限,我们先观察序列的和式 $\sum_{k=1}^n{\frac{k}{\left(k+1\right)!}}$。

我们可以通过将项分解来简化这个表达式。观察到,$\frac{k}{(k+1)!}$ 可以写作 $\frac{k}{k!(k+1)} = \frac{1}{k!} - \frac{1}{(k+1)!}$。这是因为:

\[
\frac{k}{(k+1)!} = \frac{k}{k!(k+1)} = \frac{1}{k!} \cdot \frac{k}{k+1} = \frac{1}{k!} - \frac{1}{(k+1)!}
\]

因此,原序列和式可以写为:

\[
\sum_{k=1}^n{\left(\frac{1}{k!} - \frac{1}{(k+1)!}\right)}
\]

这是一个部分和的差分序列,也称为“望远镜”序列,其中许多项在求和时会相互抵消。

具体来说,当我们展开这个序列时:

\[
\left(1-\frac{1}{2!}\right) + \left(\frac{1}{2!}-\frac{1}{3!}\right) + \left(\frac{1}{3!}-\frac{1}{4!}\right) + \cdots + \left(\frac{1}{n!}-\frac{1}{(n+1)!}\right)
\]

可以看到,除了第一项 $1$ 和最后一项 $-\frac{1}{(n+1)!}$,所有中间项都相互抵消了。

因此,这个序列的和简化为:

\[
1 - \frac{1}{(n+1)!}
\]

当 $n\to\infty$ 时,$\frac{1}{(n+1)!}\to0$,因此极限值为:

\[
\lim_{n\to\infty}\left(1 - \frac{1}{(n+1)!}\right) = 1
\]

所以正确答案是 A. 1。
A
baichuan4 为了求解这个极限,我们可以观察求和式的结构。注意到求和式中的每一项形式为 $\frac{k}{(k+1)!}$,我们可以尝试将其与 $\frac{1}{k!}$ 进行比较。

首先,将每一项分解为两个分数的差:
$$
\frac{k}{(k+1)!} = \frac{1}{k!} - \frac{1}{(k+1)!}
$$

现在,将原始的求和式重写为:
$$
\sum_{k=1}^n{\left(\frac{1}{k!} - \frac{1}{(k+1)!}\right)}
$$

这是一个典型的部分和形式,其中每一项都会与下一项的一部分相抵消。当我们将所有项相加时,除了第一项和最后一项之外,所有中间项都会相互抵消。因此,求和式可以简化为:
$$
\left(\frac{1}{1!} - \frac{1}{2!}\right) + \left(\frac{1}{2!} - \frac{1}{3!}\right) + \cdots + \left(\frac{1}{n!} - \frac{1}{(n+1)!}\right) = 1 - \frac{1}{(n+1)!}
$$

现在,我们可以计算极限:
$$
\lim_{n\rightarrow\infty}\left(1 - \frac{1}{(n+1)!}\right)
$$

由于 $(n+1)!$ 随着 $n$ 的增大而迅速增大,$\frac{1}{(n+1)!}$ 将趋向于 0。因此,整个极限的值为:
$$
\lim_{n\rightarrow\infty}\left(1 - \frac{1}{(n+1)!}\right) = 1 - 0 = 1
$$

所以,正确答案是 A. 1。
A
doubao 将原式进行化简计算:

\[
\begin{align*}
&\lim_{n\rightarrow\infty}\sum_{k=1}^n\frac{k}{(k+1)!}\\
=&\lim_{n\rightarrow\infty}\sum_{k=1}^n\frac{k+1-1}{(k+1)!}\\
=&\lim_{n\rightarrow\infty}\sum_{k=1}^n[\frac{1}{k!}-\frac{1}{(k+1)!}]\\
=&(1-\frac{1}{2!})+(\frac{1}{2!}-\frac{1}{3!})+(\frac{1}{3!}-\frac{1}{4!})+\cdots+[\frac{1}{n!}-\frac{1}{(n+1)!}]\\
=&1-\frac{1}{(n+1)!}\\
\end{align*}
\]

当$n\rightarrow\infty$时,$\frac{1}{(n+1)!}\rightarrow0$,所以极限值为$1$。

综上,答案是 A 选项。
A
minimax 为了求解这个极限,我们可以观察求和项的性质。首先,我们可以将求和项进行变形:

$$\frac{k}{(k+1)!} = \frac{k}{k! \cdot (k+1)} = \frac{1}{k!} - \frac{1}{(k+1)!}$$

这样,我们可以将求和表达式重写为:

$$\sum_{k=1}^n{\frac{k}{(k+1)!}} = \sum_{k=1}^n{\left(\frac{1}{k!} - \frac{1}{(k+1)!}\right)}$$

这是一个部分和的形式,我们可以看到每一项都会与下一项的一部分相消。具体来说:

$$\left(\frac{1}{1!} - \frac{1}{2!}\right) + \left(\frac{1}{2!} - \frac{1}{3!}\right) + \left(\frac{1}{3!} - \frac{1}{4!}\right) + \cdots + \left(\frac{1}{n!} - \frac{1}{(n+1)!}\right)$$

在这个求和中,除了第一项和最后一项之外,所有中间项都会相互抵消。因此,求和可以简化为:

$$\left(\frac{1}{1!} - \frac{1}{(n+1)!}\right)$$

当 $n$ 趋向于无穷大时,$\frac{1}{(n+1)!}$ 趋向于0,因为 $(n+1)!$ 的增长速度远远超过1。因此,极限可以简化为:

$$\lim_{n\rightarrow\infty}\left(\frac{1}{1!} - \frac{1}{(n+1)!}\right) = 1 - 0 = 1$$

所以正确答案是:

A. 1
A
kimi 首先,我们来分析这个极限问题。给定的极限是:

$$\lim_{n\rightarrow\infty}\sum_{k=1}^n{\frac{k}{\left(k+1\right)!}}$$

我们可以将求和项中的每项进行简化:

$$\frac{k}{(k+1)!} = \frac{k}{(k+1) \cdot k!} = \frac{1}{k!} \cdot \frac{1}{k+1}$$

现在,我们可以将求和项重写为:

$$\sum_{k=1}^n{\frac{k}{\left(k+1\right)!}} = \sum_{k=1}^n{\frac{1}{k!} \cdot \frac{1}{k+1}}$$

我们可以进一步将这个表达式拆分为两个部分:

$$\sum_{k=1}^n{\frac{1}{k!} \cdot \frac{1}{k+1}} = \sum_{k=1}^n{\left(\frac{1}{k!} - \frac{1}{(k+1)!}\right)}$$

这是一个望远镜级数,大部分项会相互抵消,只剩下第一项和最后一项:

$$\lim_{n\rightarrow\infty}\left(\frac{1}{1!} - \frac{1}{2!} + \frac{1}{2!} - \frac{1}{3!} + \ldots + \frac{1}{n!} - \frac{1}{(n+1)!}\right)$$

当n趋向于无穷大时,所有的项除了第一项都会趋向于0,因为$\frac{1}{(n+1)!}$会变得越来越小。因此,极限的值就是:

$$\lim_{n\rightarrow\infty}\left(1 - \frac{1}{(n+1)!}\right) = 1$$

所以,正确答案是:

A. 1
A
wenxinyiyan 首先,我们将每一项进行拆分,得到:
$\frac{k}{(k + 1)!} = \frac{k + 1 - 1}{(k + 1)!} = \frac{1}{k!} - \frac{1}{(k + 1)!}$
这样,我们可以将原式进行裂项:
$\lim_{n\rightarrow\infty}\sum_{k=1}^n{\frac{k}{\left(k+1\right)!}} = \lim_{n\rightarrow\infty}\sum_{k=1}^n \left( \frac{1}{k!} - \frac{1}{(k + 1)!} \right)$
观察上式,我们可以发现从第二项开始,每一项的后半部分都会与下一项的前半部分相消,因此求和可以简化为:
$\lim_{n\rightarrow\infty}\left(1 - \frac{1}{(n + 1)!}\right)$
由于$\lim_{n\rightarrow\infty}\frac{1}{(n + 1)!} = 0$,因此最终结果为:
$\lim_{n\rightarrow\infty}\sum_{k=1}^n{\frac{k}{\left(k+1\right)!}} = 1$
故答案为:A. $1$
A
zhipu 我们来求极限 \(\lim_{n\rightarrow\infty}\sum_{k=1}^n{\frac{k}{\left(k+1\right)!}}\)。

首先,我们对每一项 \(\frac{k}{(k+1)!}\) 进行简化:
\[
\frac{k}{(k+1)!} = \frac{k}{(k+1) \cdot k!} = \frac{k}{k \cdot (k+1) \cdot (k-1)!} = \frac{1}{(k+1) \cdot k!}
\]

进一步,我们可以将其拆分为:
\[
\frac{1}{(k+1)!} = \frac{(k+1) - k}{(k+1)!} = \frac{1}{k!} - \frac{1}{(k+1)!}
\]

所以,原求和式可以写成:
\[
\sum_{k=1}^n \frac{k}{(k+1)!} = \sum_{k=1}^n \left( \frac{1}{k!} - \frac{1}{(k+1)!} \right)
\]

注意到这是一个望远镜求和,求和展开后,许多项会相互抵消:
\[
\sum_{k=1}^n \left( \frac{1}{k!} - \frac{1}{(k+1)!} \right) = \left( \frac{1}{1!} - \frac{1}{2!} \right) + \left( \frac{1}{2!} - \frac{1}{3!} \right) + \cdots + \left( \frac{1}{n!} - \frac{1}{(n+1)!} \right)
\]

中间的项都相互抵消,最后只剩下首尾两项:
\[
\sum_{k=1}^n \left( \frac{1}{k!} - \frac{1}{(k+1)!} \right) = 1 - \frac{1}{(n+1)!}
\]

当 \(n \to \infty\) 时,\(\frac{1}{(n+1)!} \to 0\),所以极限为:
\[
\lim_{n\rightarrow\infty} \left( 1 - \frac{1}{(n+1)!} \right) = 1
\]

因此,正确答案是 A. 1。
A
gpto1 要计算极限 \(\lim_{n\rightarrow\infty}\sum_{k=1}^n{\frac{k}{(k+1)!}}\),我们可以通过拆分项来简化计算。

首先,注意到 \(\frac{k}{(k+1)!} = \frac{1}{k!} - \frac{1}{(k+1)!}\)。这是因为:
\[
\frac{1}{k!} - \frac{1}{(k+1)!} = \frac{1}{k!} - \frac{1}{(k+1)k!} = \frac{(k+1) - 1}{(k+1)k!} = \frac{k}{(k+1)!}
\]

因此,原来的和可以写成:
\[
\sum_{k=1}^n \left( \frac{1}{k!} - \frac{1}{(k+1)!} \right) = \left( \frac{1}{1!} - \frac{1}{2!} \right) + \left( \frac{1}{2!} - \frac{1}{3!} \right) + \dots + \left( \frac{1}{n!} - \frac{1}{(n+1)!} \right)
\]

这是一系列相消的项,最后只剩下:
\[
\sum_{k=1}^n{\frac{k}{(k+1)!}} = \frac{1}{1!} - \frac{1}{(n+1)!} = 1 - \frac{1}{(n+1)!}
\]

当 \(n \rightarrow \infty\) 时,\(\frac{1}{(n+1)!} \rightarrow 0\),因此极限为:
\[
\lim_{n\rightarrow\infty} \sum_{k=1}^n{\frac{k}{(k+1)!}} = 1 - 0 = 1
\]

答案:A. 1

**答案:**

A
A
deepseekv3 要求计算极限:$\lim_{n\rightarrow\infty}\sum_{k=1}^n{\frac{k}{\left(k+1\right)!}}$,我们可以通过级数求和的方法来解决。

首先,观察级数的一般项:
\[
\frac{k}{(k+1)!}
\]
我们可以将其进行变形:
\[
\frac{k}{(k+1)!} = \frac{k+1 - 1}{(k+1)!} = \frac{k+1}{(k+1)!} - \frac{1}{(k+1)!} = \frac{1}{k!} - \frac{1}{(k+1)!}
\]
因此,级数可以表示为:
\[
\sum_{k=1}^n \left( \frac{1}{k!} - \frac{1}{(k+1)!} \right)
\]
这是一个望远镜级数,展开后可以得到:
\[
\left( \frac{1}{1!} - \frac{1}{2!} \right) + \left( \frac{1}{2!} - \frac{1}{3!} \right) + \cdots + \left( \frac{1}{n!} - \frac{1}{(n+1)!} \right)
\]
中间项相互抵消,最终剩下:
\[
1 - \frac{1}{(n+1)!}
\]
当 $n$ 趋近于无穷大时,$\frac{1}{(n+1)!}$ 趋近于 0,因此:
\[
\lim_{n\rightarrow\infty} \left( 1 - \frac{1}{(n+1)!} \right) = 1
\]
所以,正确答案是:

\boxed{A}
A