第二节正项级数及其审敛法_第1页
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文档简介

根据这一准则,则称该级数为正项级数.这时,

由于即正项级数的部分和数列是一个单调增的数列.我们知道,单调有界数列必有极限.

我们可得到判定正项级数收敛性的一个定理.因此有≥≥第二节正项级数及其审敛法第十二章无穷级数

定理

1

正项级数收敛的充要条件是它的部分和数列有界.即其部分和数列有界,因此正项级数例

1

试判定正项级数解

由于该级数为正项级数,且部分和定理2(比较审敛法)

设有两个正项级数那么:≤证结论(1)的证明

:为了利用定理1,≤

就有常数M

存在,

证明结论(2)的方法读者不难自行完成,这里从略.≤于是Sn≤M例

2

讨论级数此级数称为

p

级数.解

当p=1时,

此时

p

级数故发散.当p<1时,而调和级数发散,这时

p级数发散.

其中

p

为正常数.≥所以由比较审敛法的结论(2)可知,yOx123nn+1图12-1

即图中带阴影线的面积和.当

p>1时,观察其前

n

项和对于每一个确定的p

值,

于是由定理1可知,这时p级数收敛.根据定积分的几何意义,显然所以部分和数列有界.综上所述可知:p级数当p≤1时发散;

p>1时收敛

.例

3证利用比较审敛法.注意到

根据级数性质2知道,例

4

试判定解所给正项级数收敛.它是收敛的,所以由比较审敛法可知,仔细分析例3与例4,我们就会发现,或无理式时,该正项级数收敛,否则发散.而其分子分母都是n

的多项式(常数是零次多项式)只要分母的最高次数高出分子最高次数一次以上(不包括一次),例

5

试判定以下正项级数的收敛性:分子是n的一次多项式,

(1)因为通项的分母中,n

的最高次数为二次,

分母仅比分子高一次,故该级数发散.其中分母n

的最高次数为次,分子是零次,分母比分子高次,

定理

3(达朗贝尔(dAlembert)比值审敛法)

设有正项级数如果极限存在,那么(1)

<1时级数收敛;(2)

>1时级数发散;(3)

=1时级数可能收敛,也可能发散.证明从略,只作以下的说明:(1)当<1时,则当

n充分大后有而大于0且小于1的等比级数,(2)当>1时,有而

>1,所以级数的后一项大于前一项.则当

n充分大后,也可能发散.例

6

试证明正项级数证利用比值审敛法,因为所以级数收敛.例

7

讨论级数解因为当x<e,即<1时,级数收敛;当x>e,即>1时,级数发散.当x=e时,但是,由于数列

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