无穷级数问题
①n从1到正无穷∑(sinn)^2/2^n是收敛还是发散②为什么1/n和1/n^2一个收敛一个发散啊...
①n从1到正无穷
∑(sin n)^2/2^n是收敛还是发散
②为什么1/n和1/n^2一个收敛一个发散啊 展开
∑(sin n)^2/2^n是收敛还是发散
②为什么1/n和1/n^2一个收敛一个发散啊 展开
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(1)收敛
|(sin n)^2/2^n|<1/2^n
又∑1/2^n收敛,所以∑(sin n)^2/2^n绝对收敛,∑(sin n)^2/2^n收敛
(2)调和级数的证明比较抽象:
如果假设∑1/n收敛,记部份和为Sn,且设lim(n→∞)Sn=s
於是有lim(n→∞)S(2n)=s,有lim(n→∞)(S(2n)-Sn)=s-s=0
但是S(2n)-Sn=1/(n+1)+1/(n+2)+1/(n+n)>n/(n+n)=1/2,与lim(n→∞)(S(2n)-Sn)=s-s=0矛盾
所以调和级数∑1/n是发散的
又讨论P-级数∑1/(n^p)的敛散性。
(1)当p≤1时,因为n^p≤n,而调和级数∑1/n是发散的,根据比较判别法知当0<p≤1时∑1/(n^p)是发散的
(2)当p>1时,对于任意实数x,当n-1≤x1≤n,有1/n^p≤1/x^p
1/n^p=∫1/n^p dx((n-1)~n)
≤∫1/x^p dx((n-1)~n)
=1/(p-1)[1/(n-1)^(p-1)-1/n^(p-1)] (n=2,3,4....)
考虑级数∑[1/(n-1)^(p-1)-1/n^(p-1)],其部份和Sn=1-1/n^(p-1)
又有lim(n→∞)Sn=1,所以∑[1/(n-1)^(p-1)-1/n^(p-1)]收敛,根据比较判别法,当p>1时,∑1/(n^p)收敛
比较判别法:一个正项级数,如果从某个有限的项以后,所有的项都小于或等于一个已知收敛的级数的相应项,那么这个正项级数也肯定收敛。
|(sin n)^2/2^n|<1/2^n
又∑1/2^n收敛,所以∑(sin n)^2/2^n绝对收敛,∑(sin n)^2/2^n收敛
(2)调和级数的证明比较抽象:
如果假设∑1/n收敛,记部份和为Sn,且设lim(n→∞)Sn=s
於是有lim(n→∞)S(2n)=s,有lim(n→∞)(S(2n)-Sn)=s-s=0
但是S(2n)-Sn=1/(n+1)+1/(n+2)+1/(n+n)>n/(n+n)=1/2,与lim(n→∞)(S(2n)-Sn)=s-s=0矛盾
所以调和级数∑1/n是发散的
又讨论P-级数∑1/(n^p)的敛散性。
(1)当p≤1时,因为n^p≤n,而调和级数∑1/n是发散的,根据比较判别法知当0<p≤1时∑1/(n^p)是发散的
(2)当p>1时,对于任意实数x,当n-1≤x1≤n,有1/n^p≤1/x^p
1/n^p=∫1/n^p dx((n-1)~n)
≤∫1/x^p dx((n-1)~n)
=1/(p-1)[1/(n-1)^(p-1)-1/n^(p-1)] (n=2,3,4....)
考虑级数∑[1/(n-1)^(p-1)-1/n^(p-1)],其部份和Sn=1-1/n^(p-1)
又有lim(n→∞)Sn=1,所以∑[1/(n-1)^(p-1)-1/n^(p-1)]收敛,根据比较判别法,当p>1时,∑1/(n^p)收敛
比较判别法:一个正项级数,如果从某个有限的项以后,所有的项都小于或等于一个已知收敛的级数的相应项,那么这个正项级数也肯定收敛。
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