理论教育 微积分典型例题解法:习题收敛性判定

微积分典型例题解法:习题收敛性判定

时间:2023-10-23 理论教育 版权反馈
【摘要】:1.判定下列级数是否收敛?如果收敛,是绝对收敛还是条件收敛?

微积分典型例题解法:习题收敛性判定

1.判定下列级数是否收敛?如果收敛,是绝对收敛还是条件收敛?

(1)978-7-111-41532-9-Chapter08-402.jpg (2)978-7-111-41532-9-Chapter08-403.jpg

(3)978-7-111-41532-9-Chapter08-404.jpg (4)978-7-111-41532-9-Chapter08-405.jpg

(5)978-7-111-41532-9-Chapter08-406.jpg (6)978-7-111-41532-9-Chapter08-407.jpg

(7)978-7-111-41532-9-Chapter08-408.jpg (8)978-7-111-41532-9-Chapter08-409.jpg

(9)978-7-111-41532-9-Chapter08-410.jpg

(1)由于978-7-111-41532-9-Chapter08-411.jpg是交错级数,978-7-111-41532-9-Chapter08-412.jpg978-7-111-41532-9-Chapter08-413.jpg,所以级数收敛,但级数978-7-111-41532-9-Chapter08-414.jpg发散,所以级数978-7-111-41532-9-Chapter08-415.jpg条件收敛

(2)由于978-7-111-41532-9-Chapter08-416.jpg,而978-7-111-41532-9-Chapter08-417.jpg,故级数978-7-111-41532-9-Chapter08-418.jpg收敛,所以原级数绝对收敛

(3)由于978-7-111-41532-9-Chapter08-419.jpg收敛,所以原级数绝对收敛

(4)由于978-7-111-41532-9-Chapter08-420.jpg是交错级数,978-7-111-41532-9-Chapter08-421.jpg978-7-111-41532-9-Chapter08-422.jpg,所以级数收敛,978-7-111-41532-9-Chapter08-423.jpg发散,所以原级数条件收敛

(5)由于978-7-111-41532-9-Chapter08-424.jpg,级数发散

(6)由于978-7-111-41532-9-Chapter08-425.jpg978-7-111-41532-9-Chapter08-426.jpg,所以级数978-7-111-41532-9-Chapter08-427.jpg收敛,所以原级数绝对收敛

(7)由于978-7-111-41532-9-Chapter08-428.jpg,当P>1,978-7-111-41532-9-Chapter08-429.jpg收敛,当0<P≤1时,级数978-7-111-41532-9-Chapter08-430.jpg发散,而当0<P≤1时,级数978-7-111-41532-9-Chapter08-431.jpg是交错级数,978-7-111-41532-9-Chapter08-432.jpg978-7-111-41532-9-Chapter08-433.jpg978-7-111-41532-9-Chapter08-434.jpg,所以当P>1,级数978-7-111-41532-9-Chapter08-435.jpg绝对收敛,当0<P≤1时,级数978-7-111-41532-9-Chapter08-436.jpg条件收敛

(8)由于978-7-111-41532-9-Chapter08-437.jpg,所以级数发散

(9)由于978-7-111-41532-9-Chapter08-438.jpg,而级数978-7-111-41532-9-Chapter08-439.jpg收敛,由比较判别法知978-7-111-41532-9-Chapter08-440.jpg收敛,所以原级数绝对收敛

2.级数978-7-111-41532-9-Chapter08-441.jpg是绝对收敛,条件收敛还是发散?

978-7-111-41532-9-Chapter08-442.jpg,又978-7-111-41532-9-Chapter08-443.jpg978-7-111-41532-9-Chapter08-444.jpgN→∞,978-7-111-41532-9-Chapter08-445.jpg,而级数978-7-111-41532-9-Chapter08-446.jpg发散,所以级数978-7-111-41532-9-Chapter08-447.jpg也发散,又因为级数978-7-111-41532-9-Chapter08-448.jpg是交错级数,978-7-111-41532-9-Chapter08-449.jpg978-7-111-41532-9-Chapter08-450.jpg978-7-111-41532-9-Chapter08-451.jpg,所以级数978-7-111-41532-9-Chapter08-452.jpg收敛,故有原级数条件收敛

3.证明级数978-7-111-41532-9-Chapter08-453.jpg条件收敛

由于978-7-111-41532-9-Chapter08-454.jpg978-7-111-41532-9-Chapter08-455.jpg,而978-7-111-41532-9-Chapter08-456.jpg,级数978-7-111-41532-9-Chapter08-457.jpg发散,由比较判别法知978-7-111-41532-9-Chapter08-458.jpg发散级数978-7-111-41532-9-Chapter08-459.jpg是交错级数,978-7-111-41532-9-Chapter08-460.jpg978-7-111-41532-9-Chapter08-461.jpg,所以级数收敛,而且是条件收敛(www.daowen.com)

4.讨论级数978-7-111-41532-9-Chapter08-462.jpg的敛散性

因为978-7-111-41532-9-Chapter08-463.jpg978-7-111-41532-9-Chapter08-464.jpg,而当978-7-111-41532-9-Chapter08-465.jpg,即-3<A<1时,级数978-7-111-41532-9-Chapter08-466.jpg收敛,由比较判别法知978-7-111-41532-9-Chapter08-467.jpg收敛,所以原级数绝对收敛而当

978-7-111-41532-9-Chapter08-468.jpg,即A>1或A<-3时,978-7-111-41532-9-Chapter08-469.jpg发散,所以978-7-111-41532-9-Chapter08-470.jpg发散A=1,级数为978-7-111-41532-9-Chapter08-471.jpg发散A=-3,级数为978-7-111-41532-9-Chapter08-472.jpg条件收敛

5.判断下列结论是否正确.

(1)若978-7-111-41532-9-Chapter08-473.jpg收敛,则978-7-111-41532-9-Chapter08-474.jpg条件收敛;

(2)若交错级数978-7-111-41532-9-Chapter08-475.jpg收敛,则必为条件收敛;

(3)若级数978-7-111-41532-9-Chapter08-476.jpg发散,则978-7-111-41532-9-Chapter08-477.jpg也发散;

(4)若978-7-111-41532-9-Chapter08-478.jpg,则978-7-111-41532-9-Chapter08-479.jpg必然发散;

(5)若978-7-111-41532-9-Chapter08-480.jpg收敛,978-7-111-41532-9-Chapter08-481.jpg绝对收敛,则978-7-111-41532-9-Chapter08-482.jpg绝对收敛

(1)不正确,如978-7-111-41532-9-Chapter08-483.jpg收敛,但978-7-111-41532-9-Chapter08-484.jpg绝对收敛

(2)不正确,978-7-111-41532-9-Chapter08-485.jpg收敛,且是绝对收敛

(3)不正确,978-7-111-41532-9-Chapter08-486.jpg发散,但是978-7-111-41532-9-Chapter08-487.jpg收敛

(4)正确,978-7-111-41532-9-Chapter08-488.jpg,所以978-7-111-41532-9-Chapter08-489.jpg,所以级数发散.

(5)正确,978-7-111-41532-9-Chapter08-490.jpg收敛,978-7-111-41532-9-Chapter08-491.jpg,则|uNmm>0),|uNN|<m|vN978-7-111-41532-9-Chapter08-492.jpg绝对收敛,所以978-7-111-41532-9-Chapter08-493.jpg绝对收敛

6.设f×)在×=0的某一邻域是具有二阶连续导数的偶函数,且f(0)=1,试证明:级数978-7-111-41532-9-Chapter08-494.jpg绝对收敛

因为978-7-111-41532-9-Chapter08-495.jpg

所以f′(0)0.又因为978-7-111-41532-9-Chapter08-497.jpg,所以978-7-111-41532-9-Chapter08-498.jpg,由比较判别法,知级数978-7-111-41532-9-Chapter08-499.jpg收敛,所以原级数绝对收敛

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