試試這些正項級數斂散性你會做嗎?

2021-01-17 別跡無涯

相信大家對正項級數的斂散性判斷已經有了一定的了解了,那麼你是否能正確、恰當的應用了呢?本文,小編將帶來五道有一定難度的正項級數斂散性題目,大家可以嘗試下能否正確解答吧!

例題1

先來看一道相對簡單一點的題目,判斷下列級數的斂散性:

雖然上面的正項級數形式簡單,但是解答起來卻不那麼容易。

在判斷級數斂散性時,關注的焦點自然是數列一般項,但是觀察數列一般項到底觀察的是什麼呢?

小編告訴大家,就是觀察n。以本題為例,數列一般項很簡單,n就是一次項,那麼很自然就應該聯想到調和級數,不妨進行下面的嘗試:

當化簡到上面這一步時,答案就出來了,根據比較審斂法的極限形式,原級數發散。

例題2

再來看看下面這個級數,嘗試判斷其斂散性吧!

認真觀察級數,很容易就發現需要用到比較審斂法,為什麼呢?因為級數的數列一般項有餘弦函數的平方,餘弦函數的平方小於或等於1。

因此,級數的數列一般項滿足如下不等式:

那麼如果下方級數收斂,則原級數收斂。

利用比較審斂法很容易就能證明上方級數收斂,此處證明從略。因而原級數收斂。

例題3

前兩道例題不難,接下來看一道斂散性判斷比較難的題目,快來嘗試判斷下面這個級數的斂散性吧。

首先要判斷級數是正項級數、交錯級數還是一般級數。原級數通過化簡可以變成如下形式:

此時聯想到一個常見的不等式,當x>0時,x>ln(1+x),因此原級數是正項級數。

接下來考慮採用哪個審斂定理來判斷其斂散性。如果大家聯想到x-ln(1+x),那麼不難聯想到應該考慮x-ln(1+x)是x的幾階無窮小。

在這裡,小編建議大家以後碰到類似情況時儘量用泰勒展開式去求,如果用求導的方式,很容易因為疏忽而扣分。下面小編用泰勒展開式去求,具體過程如下:

如果是用求導方式去求,一定要先化數列極限為函數極限,然後再用洛必達法則。這種方法的具體過程本文從略。

圖1為例題3的解題思路圖。

圖1.例題3解題思路圖

例題4

相信通過前面的例題已經有點感覺了,那麼繼續判斷下面級數的斂散性吧。

這道題目關鍵在於10次方,不妨試試求導的方式降冪,不過在此之前,一定要先將數列極限轉化為函數極限,具體過程如下:

當化簡到上面這一步時,根據比較審斂法的極限形式,可知原級數發散。

相關焦點

  • 終極思路解決常數項級數斂散性判斷
    常數項無窮級數的斂散性判斷是個難點,不少同學在做這類題目時思路不清晰。本文試圖幫助大家理清思路,相信大家看完本文後,對常數項無窮級數的斂散性判斷能夠手到擒來。從是否有具體的數列一般項來說,常數項級數可分為抽象的常數項級數和具體的常數項級數。
  • 正項級數的比較審斂法真的那麼容易?
    正項級數是常數項級數的一種。所謂的正項級數就是數列的一般項大於或等於0的級數。兩個常見的p級數和幾何級數就是正項級數。根據常數項無窮級數收斂的定義可知,正項級數收斂的充要條件是:部分和數列有界。從充分性角度看,正項級數的部分和數列是關於n的遞增數列,並且部分和數列有上界,根據單調遞增有上界的數列必有極限的定理可知,正項級數收斂。從必要性的角度看,正項級數的部分和數列必然大於或等於0,且小於或等於收斂值,因此當正項級數收斂是,其部分和數列有界。本文小編將介紹正項級數的比較審斂法。
  • 正項級數及收斂性判斷
    前面學了級數的概念與基本性質,今天主要講正項級數的概念及判別收斂的基本法則.正項級數:1 正項級數的比較判別法:利用比較判別法,需要和已知的級數相比較,我們前面講過兩種級數等比級數《級數的概念》中例1已講
  • 如何學好無窮級數
    相信不少人在學無窮級數時,頭都比較大,僅僅被斂散性判斷定理都折磨得痛不欲生。那麼無窮級數難嗎?從考研的角度看,無窮級數不難,但如果不僅僅為了考試,而想更深入地研究,那麼無窮級數就很難了。既然從考研角度看,無窮級數不難,為什麼又有很多人在複習無窮級數時頭會暈乎乎的呢?
  • 2018考研數學中如何判斷常數項級數收斂性
    在2017考研數學(一)考試大綱中,要求考生「理解常數項級數收斂、發散以及收斂級數的和的概念,掌握級數的基本性質及收斂的必要條件。」數學(三)的考試大綱中則有類似的要求。   根據比較審斂法的極限形式,以及p級數的斂散性,易知題設級數是絕對收斂的,所以應該選(A)。
  • 持續學習之:數學分析之數項級數
    數項級數,這個理論實際上是數列極限理論的另一種表現形式。數列是一列數如a1,a2,a3...;數項級數是無限個數相加的問題如a1+a2+a3+....+an+...。這些無限相加的問題是否有意義,怎麼判斷是否有意義,以及是否滿足通用的運算律,如加法交換律,乘法結合律等,這是數項級數要討論的問題。第1節:數項級數的概念與性質:數項級數或者稱無窮級數(簡稱級數)表達式:Σan = a1+a2+a3+...+an+... ;其中an是通項前n項和 sn=Σa1+a2+a3+...
  • 為什麼大學生都要學高等數學,能用到高數的機會多嗎?
    高等數學主要包括極限理論、微積分(一元和多元)、無窮級數等方面的內容。一元函數微積分包括導數、微分、不定積分和定積分;多元函數微積分主要包括偏導數、二重積分、三重積分等內容;無窮級數包括數項級數的斂散性及函數項級數及冪級數、傅立葉級數等內容。
  • 泰勒級數經典之作:有關泰勒級數前幾項的幾何原理
    泰勒級數大家應該都很熟悉了,如下所示,它可以計算任意函數f(x)所有階導數在a處的值如下就是e^x在0附近時的無窮級數形式,它是最簡單的也是最有用的級數之一,它的導數就是其本身我們現在用幾何原理來解釋泰勒級數的前幾項,這是非常有趣的,可以很好地拓展我們的數學視野用到的基礎數學知識就是微積分基本定理,如下是任意函數f(x)曲線下的面積,它可以用牛頓-萊布尼茲公式得到所以面積函數的導數就是函數本身f(x),我們在圖中取一小段dx,黃色部分的面積近似等於dx乘以函數在該處的高度
  • 十種方法判斷數項級數斂散性
  • 數學的奧秘:萊布尼茲級數的連分式是什麼,你見過嗎?
    有關π的連分式我們根據一般方法很容易就可以寫出來,它像√2一樣的簡單這個式子我們可以聯想到萊布尼茲級數π/4,那麼π/4的連分式是什麼樣式的呢你會發現許多能寫出連分式的數必定大於1,也就是分子大於分母,
  • 無窮級數之級數的性質
    重積分和曲線積分、曲面積分相親相愛,過著「楊過和小龍女」一樣的神仙般的時光歲月,挺好的,但突然來了個級數,非和他們在一起,級數真綠茶。級數「給爺爪巴」,口區!上篇文章寫到,直接利用級數收斂的定義去求級數的和。
  • 無窮級數的概念和性質
    無窮級數是高等數學的一個重要組成部分,它是表示函數研究函數的性質以及進行數值計算的一種工具。本章先討論常數項級數,介紹無窮級數的一些基本內容,然後討論函數項級數,著重討論如何將函數展開成冪級數和三角級數的問題。
  • 如何證明數列的斂散性
    首先要了解收斂數列的性質:收斂數列唯一收斂數列是有界數列對收斂數列增加或者刪除有限項或改變有限項的值,得到的數列仍然收斂到同一個數收斂數列具有保號性和保不等式性收斂數列滿足四則運算法則滿足夾逼定理那麼如何證明數列收斂呢?
  • 調和級數發散的兩個簡明證明
    調和級數為無窮級數的研究提供了極好的素材。讓我們證明它是發散的。我們將採取兩種不同的方法。首先,一個矛盾的證明。假設級數收斂我們表示和:我們可以把這個級數重新組合:那麼在我們進一步討論之前,先說明一下:我們不能總是把無窮級數分割開來。舉個例子:根據分割方式的不同,這個級數的值是0或1。
  • 傅立葉級數——這樣"魔法"波形的基本概述與動畫解釋
    更重要的是,這個級數之所以以他的名字命名,是因為他推導出了一種巧妙的方法,對他的發現結果進行了逆向分析操作:傅立葉級數的建立和所需的傅立葉分析是揭示所有收斂於目標函數的正弦和餘弦波所必需的過程。具體來說,這一逆分析包含推導出各獨立圓周旋轉運動的係數(圓的半徑)和頻率(「旋轉速度」),以及用這些圓形運動疊加來模擬任何一般周期函數。
  • 冪級數和泰勒級數、泰勒公式之間的關係
    考慮上方標橙的部分,在泰勒中值定理中的餘項就是拉格朗日餘項,如下所示:第三個概念是皮亞諾餘項或稱佩亞諾餘項。當n趨於無窮大時,若下列關係式成立:則拉格朗日餘項可以簡記為:此時稱上述餘項表達式為皮亞諾餘項。