例題 次の数列の極限を求めよ.

$\displaystyle \displaystyle{\{a_{n}\} = \{\frac{3n^2 - 5n}{5n^2 + 2n - 6}\}} $

解答 極限値を求めるうえで重要なことは,つぎのことである.

1. 和の極限値は極限値の和はである. $\lim_{n \to \infty}(a_{n} + b_{n}) = \lim_{n \to \infty}a_{n} + \lim_{n \to \infty}b_{n}$  
2. 定数倍の極限値は極限値の定数倍である. $\lim_{n \to \infty}(\alpha a_{n}) = \alpha \lim_{n \to \infty} a_{n}$  
3. $\lim_{n \to \infty}a_{n}b_{n} = \lim_{n \to \infty}a_{n} \lim_{n \to \infty}b_{n}$  
4. $\lim_{n \to \infty}\frac{a_{n}}{b_{n}} = \frac{\lim_{n \to \infty}a_{n}}{\lim_{n \to \infty}b_{n}}$. ただし, $\lim_{n \to \infty}b_{n} \neq 0$  
5. 基本的な数列の極限値. $\lim_{n \to \infty}(1 + \frac{1}{n})^{n} = e$  

これを上記の問題に当てはめると まず, $n \rightarrow \infty$ のとき, $\displaystyle{3n^2 - 5n = n^2 (3 - \frac{5}{n})}$ $\longrightarrow \infty$,また $5n^2 + 2n - 6 =$ $\displaystyle{n^2 (5 + \frac{2}{n} - \frac{6}{n^2}) \longrightarrow \infty}$ となります.そこで分子と分母から最高次数の項をくくりだすと

$\displaystyle \lim_{n \rightarrow \infty}\frac{3n^2 - 5n}{5n^2 + 2n - 6} = \lim_{n \rightarrow \infty}\frac{3 - 5/n}{5 + 3/n - 6/n^2} = \frac{3}{5} $

となります.