Q.

For a∈ℝ (the set of all real numbers), a≠-1, limn→∞(1a+2a+⋯+na)(n+1)a-1[(na+1)+(na+2)+⋯+(na+n)]=160.

Then a=                         [2013]

1 5  
2 7  
3 -152  
4 -172  

Ans.

(2, 4)

Given:

limn→∞1a+2a+⋯+na(n+1)a-1[(na+1)+(na+2)+⋯+(na+n)]=160

⇒limn→∞na[(1n)a+(2n)a+⋯+(nn)a](n+1)a-1[n2a+n(n+1)2]=160

⇒limn→∞na-1(n+1)a-11n∑r=1n(rn)a[a+12(1+1n)]=160

⇒limn→∞(11+1n)a-11n∑r=1n(rn)aa+12(1+1n)=160

∵  1n∑r=1n(rn)a=∫01xadx  as  1n=dx and rn=x

when r=1, n→∞⇒x→0

when r=n⇒x→1

⇒∫01xadxa+12=160⇒[xa+1]01(a+1)(a+12)=160

⇒1(a+1)(a+12)=160

⇒2a2+3a-119=0⇒(a-7)(2a-17)=0

∴  a=7  or  -172