Есть хитрый метод (из теории вероятностей) подсчета этого предела, который дает ответ 0.5, что подтверждают и численные подходы, но мне нужно найти этот предел именно методами математического анализа.
А разве этот "хитрый" метод - не аналитический? И разве теория вероятностей без средств математического анализа способна решать подобные задачи?
Что Вы относите к методам математического анализа? Асимптотические оценки, например, откуда берутся?