第四部分 级数
知识要点:
一、常数项级数收敛的判定方法:
㈠定义法:如果级数的部分和数列有极限,即,则称无穷级数收敛,这时极限叫做此极限的和,并写成,如果没有极限,则称无穷级数发散
㈡级数收敛的必要条件:如果级数收敛,则它的一般项趋于零,即
注意:在用定义法判别无穷级数是否收敛时,要充分用上面两项条件。
级数的一般项趋于零不是级数收敛的充分条件,某些级数虽然一般项趋于零,但是级数仍是发散的。
在判定的时候最好是先看其一般项是否趋于零。
Eg:讨论无穷级数幂函数求导公式的证明的收敛性
等比级数和高中学习的一样,当公比是时,收敛;当公比是时,发散
⑴证明:级数是发散的。
定义法:由于此级数是等差级数,所以的部分和为
所以
根据定义可知该无穷等差级数为发散的
用定义的必要条件来判断:此级数的一般项为,则
所以级数一定发散。
⑵判断无穷级数的收敛性
一般项,所以该数列可能是收敛的,再看部分和是否收敛
所以此级数收敛。
⑶判定调和级数的敛散性
所以该数列可能是收敛的,再看部分和是否收敛
用反证法证明:若此级数收敛,并设部分和为,且,显然,对此级数的部分和,也有,,所以
但是在另一方面
即
与假设级数收敛矛盾,故此级数发散。
㈢正项级数收敛的充分必要条件是:它的部分和数列有界。
㈣比较审敛法:设和都是正项级数,且,若级数收敛,则级数收敛,反之,若级数发散,则级数也发散。
讨论级数的收敛性,其中常数
结论:级数当时收敛,当时发散
注意:此种级数很重要,要熟记
Eg:证明级数的敛散性
因为
是调和级数,故是发散的
也是发散的
㈣比较审敛法的极限形式:设和都是正项级数,且
①若,且级数收敛,则级数收敛
②若,且级数发散,则级数发散
Eg:判别级数的收敛性
因为
但是级数是发散的,故级数也是发散的。
㈤比值审敛法:设为正项级数,若
①,级数收敛;
②,级数发散;
③,不做讨论,因为可能发散,也可能收敛。
Eg:判定级数的敛散性
故此级数是收敛的
判定级数的敛散性
故此级数是发散的。
㈥根值审敛法(不做要求,了解即可):设为正项级数,若
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