Q.

Let f(x)=x(1+xn)1n, x∈ℝ-{-1}, n∈ℕ, n>2. If fn(x)=(fofof ..... upto n times) (x), then limn→∞∫01xn-2(fn(x)) dx is equal to _____ .       [2023]


Ans.

(0)

We have, f(x)=x(1+xn)1/n

⇒f(f(x))=x(1+2xn)1/n

     f(f(f(x)))=x(1+3xn)1/n

⇒fn(x)=x(1+nxn)1/n

Now, limn→∞∫01xn-2·(fn(x)) dx=limn→∞∫01xn-1(1+nxn)1/ndx

Put 1+nxn=t⇒n2xn-1 dx=dt

When x=0, t=1 and x=1, t=1+n

∴  limn→∞·1n2∫11+ndtt1/n=limn→∞1n2[t1-1/n1-1/n]11+n

=limn→∞1n(n-1)[(1+n)1-1/n-1]

=limh→0h21-h[(1+1h)1-h-1]   (Put n=1h, n→∞, h→0)

=0