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1、
第三節(jié) 一般常數(shù)項級數(shù)
上節(jié)我們討論了關(guān)于正項級數(shù)收斂性的判別法,本節(jié)我們要進一步討論關(guān)于一般常數(shù)項級數(shù)收斂性的判別法,這里所謂“一般常數(shù)項級數(shù)”是指級數(shù)的各項可以是正數(shù)、負數(shù)或零. 先來討論一種特殊的級數(shù)——交錯級數(shù),然后再討論一般常數(shù)項級數(shù).
分布圖示
★ 交錯級數(shù)
★ 例1 ★ 例2
★ 絕對收斂與條件收斂
★ 例3 ★ 例4 ★ 例5
★ 例6 ★ 例7
★ 絕對收斂級數(shù)的性質(zhì)(1)
★ 絕對收斂級數(shù)的性質(zhì)(2) ★ 例8
★ 內(nèi)容小結(jié) ★ 課堂練習
★ 習題12-3 ★ 返回
內(nèi)容要點
一、
2、交錯級數(shù)收斂性的判別法;
二、絕對收斂:如果收斂,則稱為絕對收斂;根據(jù)這個結(jié)果,我們可以將許多一般常數(shù)項級數(shù)的收斂性判別問題轉(zhuǎn)化為正項級數(shù)的收斂性判別問題;
條件收斂:如果發(fā)散,但收斂,則稱條件收斂.
三、了解絕對收斂級數(shù)的性質(zhì):絕對收斂的級數(shù)重排后得到的新級數(shù)也絕對收斂,且其和相等;
四、級數(shù)的乘法運算:按“對角線法”排列所組成的級數(shù)
稱為級數(shù)與的柯西乘積.
例題選講
交錯級數(shù)判別法的應用
例1(E01)判斷級數(shù)的收斂性.
解 易見題設(shè)級數(shù)的一般項滿足:
所以級數(shù)收斂,其和用近似產(chǎn)生的誤差
注:判別交錯
3、級數(shù)(其中)的收斂性時,如果數(shù)列單調(diào)減少不容易判斷,可通過驗證當充分大時,來判斷當充分大時數(shù)列的單調(diào)減少;如果直接求極限有困難,亦可通過求(假定它存在)來求.
例2(E02)判斷的收斂性.
解 由于所以是交錯級數(shù).令有
即時,是遞減數(shù)列,又利用洛必達法
則有 則由萊布尼茨定理知該級數(shù)收斂.
絕對收斂與條件收斂
例3(E03)判別級數(shù)的收斂性.
解 由易見當時,題設(shè)級數(shù)絕對收斂;
當時,由萊布尼茨定理知收斂,但發(fā)散,故題設(shè)級數(shù)條件收斂.
例4(E04)判別級數(shù)的收斂性.
解 而收斂,收斂,故由定理知原級數(shù)絕對收斂.
例5 判定級數(shù)的收斂性.
4、
解 由有 而
可知因此所給級數(shù)發(fā)散.
例6(E05)判別級數(shù)的收斂性.
解 這是一個交錯級數(shù),令考察級數(shù)是否絕對收斂,
采用比值審斂法:
所以原級數(shù)非絕對收斂.
由可知當充分大時,有故所以原級數(shù)發(fā)散.
例7 判別級數(shù)的收斂性.
解 因為
即且
由交錯級數(shù)審斂法,原級數(shù)收斂.另一方面,而發(fā)散,
故發(fā)散.于是級數(shù)是條件收斂的.
柯西乘積的應用
例8(E06)證明
證 由知級數(shù)絕對收斂,故可寫成
其中
由定理 6,得
課堂練習
1. 判別級數(shù)的收斂性.
2. 設(shè)正項數(shù)列單調(diào)減少, 且級數(shù)發(fā)散, 試問級數(shù)是否收斂并說明理由?