关于正项级数敛散性判定方法的总结比较
级数收敛与发散的判定方法
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级数收敛与发散的判定方法级数是由一系列连加的无穷项组成的数列。
在数学中,判断一个级数是收敛还是发散是一个重要的问题。
下面我将介绍几种常见的方法来判定级数的收敛性或发散性。
一、正项级数收敛判定法正项级数是指级数的每一项都是非负数。
对于正项级数,我们可以使用以下几种方法来判定其收敛性或发散性。
1. 比较判别法:如果一个正项级数的每一项都小于等于另一个已知收敛的正项级数的对应项,那么这个级数也是收敛的;如果一个正项级数的每一项都大于等于另一个已知发散的正项级数的对应项,那么这个级数也是发散的。
2. 比值判别法:对于正项级数,计算相邻两项的比值,如果这个比值的极限存在且小于1,则级数收敛;如果大于1,则级数发散;如果等于1,则无法判定。
3. 根值判别法:对于正项级数,计算相邻两项的根的比值,如果这个比值的极限存在且小于1,则级数收敛;如果大于1,则级数发散;如果等于1,则无法判定。
二、交错级数收敛判定法交错级数是指级数的每一项交替正负。
对于交错级数,我们可以使用以下方法进行判定。
1. 莱布尼茨判别法:对于交错级数,如果级数的每一项绝对值递减趋向于零,并且满足单调性条件,即后一项的绝对值不大于前一项的绝对值,那么该级数收敛。
三、级数收敛判定法对于非正项级数,也有一些方法可以判定其收敛性。
1. 绝对收敛判别法:如果一个级数的绝对值级数收敛,那么原级数也收敛。
2. 条件收敛判别法:如果一个级数是收敛的但不是绝对收敛的,那么它是条件收敛的。
四、其他级数的判定方法除了上述常见的判定法外,还有一些特殊的级数判定方法。
1. 积分判别法:将一个级数与一个函数的积分进行比较,如果积分收敛,则级数收敛;如果积分发散,则级数发散。
2. 定积分法:将级数的前n项求和表示为一个关于n的函数,然后对该函数进行定积分,如果定积分收敛,则级数收敛;如果定积分发散,则级数发散。
总结:级数的收敛与发散的判定方法有比较判别法、比值判别法、根值判别法、莱布尼茨判别法、绝对收敛判别法、条件收敛判别法、积分判别法和定积分法等。
总结正项级数判别法的原理
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总结正项级数判别法的原理介绍正项级数是指项数都是非负数的级数。
而正项级数判别法是一种用于判断正项级数敛散性的方法。
通过对级数的项进行分析,可以得出级数的敛散性结论。
正项级数判别法是级数敛散性判别法中最常用的一种方法之一。
一级标题1. 收敛和发散在正项级数判别法中,首先需要明确什么是收敛和发散。
一个级数如果存在一个有限的和,我们称其为收敛;如果级数的和是无穷大或者不存在,我们称其为发散。
2. 正项级数判别法的基本思路正项级数判别法的基本思路是通过比较级数的项与已知的敛散性已知的级数的项之间的关系,来判断待判别级数的敛散性。
具体来说,正项级数判别法可以分为以下几种情况:二级标题1. 比较判别法比较判别法是正项级数判别法中最常用的一种方法。
其基本思想是将待判别级数的项与一个已知的敛散性已知的级数的项进行比较。
根据比较的结果,可以得出待判别级数的敛散性。
2. 比较判别法的条件比较判别法需要满足以下两个条件: - 已知级数的项都是非负数 - 待判别级数的项与已知级数的项之间存在一定的关系3. 比较判别法的两种形式比较判别法可以分为两种形式:比较判别法的第一种形式是大于判别法,比较判别法的第二种形式是小于判别法。
4. 比较判别法的具体步骤比较判别法的具体步骤如下: 1. 选择一个已知的敛散性已知的级数 2. 比较待判别级数的项与已知级数的项之间的关系 3. 根据比较的结果,得出待判别级数的敛散性结论三级标题1. 比较判别法的大于判别法比较判别法的大于判别法是指如果待判别级数的项大于一个已知的敛散性已知的级数的项,那么待判别级数也是发散的。
2. 比较判别法的小于判别法比较判别法的小于判别法是指如果待判别级数的项小于一个已知的敛散性已知的级数的项,并且已知级数是收敛的,那么待判别级数也是收敛的。
3. 比较判别法的例子比较判别法的一个例子是比较级数和调和级数。
调和级数是一个已知的敛散性已知的级数,其项为1/n。
如果待判别级数的项大于调和级数的项,那么待判别级数也是发散的。
级数敛散性判别方法的归纳
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级数敛散性判别方法的归纳级数是数列之和的概念在数学中的推广。
级数的敛散性是数学中的一个重要问题,判别级数的敛散性常用的有几个方法,包括比较判别法、比值判别法和积分判别法。
下面我们将对这几种方法进行详细的归纳阐述。
一、比较判别法(包括比较判别法和比较判别法的极限形式)比较判别法的基本思想是用一个已知的级数和未知的级数进行比较,从而判断未知级数的敛散性。
1.比较判别法对于正项级数∑a_n和∑b_n,如果存在正数c和N,使得当n>N时,有a_n≤cb_n成立,那么:(1)若∑b_n收敛,则∑a_n也收敛。
(2)若∑b_n发散,则∑a_n也发散。
2.比较判别法的极限形式对于正项级数∑a_n和∑b_n,如果存在正数c和N,使得当n>N时,有lim(a_n/b_n)=c成立,那么:(1)若0<c<∞,则∑b_n收敛或发散,则∑a_n也收敛或发散。
(2)若c=0,则∑b_n收敛,则∑a_n也收敛。
(3)若c=∞,则∑b_n发散,则∑a_n也发散。
比较判别法适用于一些特殊情况,如∑(1/n^p)的敛散性可以通过与调和级数∑(1/n)做比较来判断。
二、比值判别法比值判别法的基本思想是通过比较级数的相邻项之比的极限值,从而判断级数的敛散性。
对于正项级数∑a_n,计算lim(a_(n+1)/a_n),若这个极限存在:(1)若0≤lim(a_(n+1)/a_n)<1,级数收敛;(2)若lim(a_(n+1)/a_n)>1或lim(a_(n+1)/a_n)=∞,级数发散;(3)若lim(a_(n+1)/a_n)=1,比值判别法无效,需使用其他方法。
比值判别法适用于一些具有指数函数的级数,如幂级数∑(x^n)的敛散性可以通过计算lim(x^(n+1)/x^n),进而判断。
三、积分判别法积分判别法是通过将级数转化为函数积分的形式,从而判定级数的敛散性。
对于正项级数∑a_n,若存在函数f(x),使得f(x)满足以下条件:(1)f(x)在区间[1,+∞)上连续非负递减;(2)级数∑a_n与函数积分∫f(x)dx存在以下关系:a_n=f(n),则(a)若∫f(x)dx在区间[1,+∞)上收敛,则级数∑a_n也收敛;(b)若∫f(x)dx在区间[1,+∞)上发散,则级数∑a_n也发散。
数项级数敛散性判别法
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数项级数敛散性判别法数项级数是由一系列数值相加而得到的无穷级数。
在数学中,我们经常需要判断一个数项级数的敛散性,即判断它是否会无限逼近一个有限值(收敛)或者永远无法收敛(发散)。
下面将介绍一些常见的判断数项级数敛散性的方法。
1.正项级数判别法(比较判别法):对于一个数项级数∑an,如果对于所有的n,都有an≥0,并且an+1≤an,那么我们可以使用正项级数判别法来判断敛散性。
即如果极限值lim(n→∞)an=0,则级数收敛;如果极限值lim(n→∞)an>0,则级数发散。
2.比值判别法:如果存在一个正数r,使得lim(n→∞)an+1/an=r,那么根据r的大小,可以判断原级数的敛散性。
具体判别如下:-如果r<1,那么级数收敛;-如果r>1,那么级数发散;-如果r=1,判别不出来,需要使用其他方法进行判断。
3.根值判别法:如果存在一个正数r,使得lim(n→∞)√(n)(an) = r,那么根据r 的大小,可以判断原级数的敛散性。
具体判别如下:-如果r<1,那么级数收敛;-如果r>1,那么级数发散;-如果r=1,判别不出来,需要使用其他方法进行判断。
4.绝对收敛与条件收敛:如果一个级数的各项都是正数,并且该级数收敛,那么称该级数是绝对收敛的。
如果一个级数是收敛的,但其对应的绝对值级数是发散的,则称该级数是条件收敛的。
5.莱布尼茨判别法:对于一个交替级数∑((-1)^(n+1)*bn),如果满足以下条件,那么该级数收敛:- bn>0,即各项都是正数;- bn≥bn+1(递减趋势);- lim(n→∞)bn=0。
6.积分判别法:如果能够找到一个函数f(x),使得f(x)在[1,∞)上连续且单调递减,并且∑an与∫f(x)dx之间有关系,那么可以使用积分判别法来判断敛散性。
具体判别如下:- 如果∫f(x)dx收敛,那么∑an也收敛;- 如果∫f(x)dx发散,那么∑an也发散。
关于正项级数敛散性判定方法的总结比较
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关于正项级数敛散性判定方法的总结比较1. 引言1.1 介绍正项级数是数学中一个非常重要的概念,它在数学分析、实变函数论等领域都有着广泛的应用。
正项级数的收敛性质对于理解数学问题、解决实际问题都有着重要的意义。
在研究正项级数的收敛散性判定方法时,我们可以利用一些常用的方法来对其进行分析和求解。
在数学中,我们经常会遇到各种各样的级数,如调和级数、几何级数等。
这些级数的收敛性质可能相差甚远,有些级数可能收敛,而有些级数可能发散。
我们需要通过一些方法来判断一个级数是否收敛。
对于正项级数而言,有一些常用的判定方法,如比较判别法、根值判别法、积分判别法、对数判别法等。
本文将重点介绍正项级数的收敛散性判定方法,通过比较这些方法的特点和适用范围,帮助读者更好地理解正项级数的收敛性质。
希望本文能够为相关领域的研究者提供一些帮助,并为未来的研究工作提供一定的参考。
1.2 研究意义正项级数是数学中重要的研究对象,对其收敛和发散性进行判定具有重要的理论和实际意义。
正项级数的收敛性判定可以帮助我们了解无穷级数的性质,进一步推导出一些重要的数学定理和结论。
正项级数在实际问题中的应用十分广泛,比如在概率论、统计学、物理学等领域都有着重要的应用价值。
通过对正项级数的收敛性进行准确判断,可以帮助我们更好地理解和解决实际问题。
研究正项级数的收敛性判定方法,可以拓展数学领域中的知识体系,丰富数学理论的内涵,推动数学学科的发展。
深入研究正项级数的收敛性判定方法具有重要的研究意义和实际应用价值。
1.3 研究现状正项级数是数学中重要的概念,其收敛性对于分析问题的解决具有重要的意义。
关于正项级数的收敛性判定方法,已经有许多经典的理论成果,这些方法在实际问题的解决中发挥着重要作用。
在研究现状方面,正项级数的收敛性已经得到了深入的研究和总结。
目前常用的级数收敛判定方法有比较判别法、根值判别法、积分判别法和对数判别法。
这些方法各有特点,能够适用于不同类型的正项级数,为研究者提供了多种选择。
判别数项级数敛散性的常用方法与技巧
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判别数项级数敛散性的常用方法与技巧判断数项级数的敛散性是数学分析中的一个重要问题。
对于数项级数a₁+a₂+a₃+⋯,判断它的敛散性可以使用多种方法和技巧。
以下是判别数项级数敛散性的常用方法和技巧:1.部分和序列法(也称柯西收敛准则):数项级数收敛的必要条件是它的部分和序列收敛。
即,如果部分和序列Sₙ=a₁+a₂+⋯+aₙ收敛,则数项级数也收敛。
这个方法常用于证明一些级数的发散。
2.比较判别法:将待判别的级数与已知级数进行比较,从而确定待判别级数的敛散性。
-比较判别法一:如果对于所有n,都有0≤bₙ≤aₙ,且∑aₙ收敛,则∑bₙ也收敛。
如果∑aₙ发散,则∑bₙ也发散。
-比较判别法二:如果对于所有n,都有aₙ≤bₙ≥0,且∑aₙ发散,则∑bₙ也发散。
如果∑aₙ收敛,则∑bₙ也收敛。
比较判别法常见的应用有比较无穷大级数、比较一致收敛级数和比较正项级数等。
3. 极限判别法(拉阿贝尔判别法):对于正项级数(非负数列构成的级数),如果存在极限lim(n→∞)(aₙ/aₙ₊₁),则:-若极限存在且大于1,则级数发散;-若极限存在且小于1,则级数绝对收敛;-若极限等于1,则不能确定级数的敛散性。
极限判别法适用于有常数项的级数以及指数函数和幂函数构成的级数。
4. 积分判别法:对于正项级数∑aₙ,如果存在连续函数f(x),满足aₙ = f(n)且f(x)在x≥1上单调递减,则∑aₙ和∫f(x)dx同敛散。
即,级数与积分的敛散性相同。
积分判别法适用于正项级数,特别适用于有幂函数构成的级数。
5.序列收敛法:将待判别级数的项化为序列的形式,然后判断这个序列是否收敛。
如果序列收敛,则级数收敛;如果序列发散或趋于正无穷,则级数发散。
序列收敛法适用于特定结构的级数,如差分级数。
以上是常用的判别数项级数敛散性的方法和技巧。
在具体问题中,可以结合使用不同的方法确定级数的敛散性。
需要注意的是,判别数项级数敛散性的方法与技巧是基于数学分析中的定理和推理的,需要熟练掌握并灵活运用。
正项级数敛散性的判别方法
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正项级数敛散性的判别方法正项级数是指级数的所有项都是非负数的级数。
判断正项级数的敛散性的方法主要有以下几种:比较判别法、根式判别法、积分判别法、极限判别法和对数判别法。
一、比较判别法:1. 比较判别法之比较大法:如果对于正项级数∑an和∑bn,当n趋向于无穷大时有an≤bn,那么若∑bn收敛,则∑an也收敛;若∑bn发散,则∑an也发散。
2. 比较判别法之比较小法:如果对于正项级数∑an和∑bn,当n趋向于无穷大时有an≥bn,那么若∑bn发散,则∑an也发散;若∑bn收敛,则∑an也收敛。
二、根式判别法:设an≥0,如果存在正常数p使得lim[(an)^1/n]=a,则1. 若a<1,则级数∑an收敛;2. 若a>1,则级数∑an发散;3.若a=1,根式判别法无法确定级数的敛散性。
三、积分判别法:将正项级数∑an转化为函数f(x)的积分,即∫f(x)dx,如果对于函数f(x),当x趋向于无穷大时有f(x)递减且连续,则1. 若∫f(x)dx收敛,则级数∑an也收敛;2. 若∫f(x)dx发散,则级数∑an也发散。
四、极限判别法:如果存在常数L>0,使得lim(n→∞)n*an=L,则1. 若L<1,则级数∑an收敛;2. 若L>1,则级数∑an发散;3.若L=1,极限判别法无法确定级数的敛散性。
五、对数判别法:设an≥0,如果存在正常数p使得limln(an)/ln(n)=a,则1. 若a<1,则级数∑an收敛;2. 若a>1,则级数∑an发散;3.若a=1,对数判别法无法确定级数的敛散性。
这些判别方法在实际应用中都有其适用范围和局限性,需要根据具体情况选择合适的方法进行判断。
同时,在判断级数的敛散性时,还可以结合其他定理和方法,如柯西收敛准则、阿贝尔定理、绝对收敛等进行综合分析。
关于正项级数敛散性判定方法的总结比较
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关于正项级数敛散性判定方法的总结比较正项级数是指级数中所有的项均为非负数的级数,即对于级数\sum_{n=1}^{\infty}a_n,其中a_n\geq0。
正项级数的收敛性和发散性对于数学分析和实际问题都具有重要意义,在实际应用中,我们经常需要对正项级数的收敛性进行判定。
针对正项级数的收敛性和发散性,数学中有多种方法来进行判定,本文将对这些方法进行总结比较。
一、比较判别法比较判别法是判定正项级数收敛性和发散性的常用方法之一。
该方法的基本思想是通过比较给定级数与一个已知级数的大小关系来判定。
比较判别法分为两种情况,分别是比较判别法和极限比较判别法。
比较判别法是指对于给定级数\sum_{n=1}^{\infty}a_n和另一个级数\sum_{n=1}^{\infty}b_n,如果对于任意n均有a_n\leq b_n,且级数\sum_{n=1}^{\infty}b_n收敛,则级数\sum_{n=1}^{\infty}a_n也收敛;如果级数\sum_{n=1}^{\infty}b_n发散,则级数\sum_{n=1}^{\infty}a_n也发散。
比较判别法的优点是简单易用,只需找到一个已知级数与待判定级数的大小关系即可进行判定;缺点是对于不同的级数,需要选择合适的已知级数进行比较,因此并不是所有情况都适用。
2. 极限比较判别法极限比较判别法的优点是适用范围广,可以处理更多的情况,但缺点是需要计算极限值,有时可能较为复杂。
二、积分判别法积分判别法是判定正项级数收敛性和发散性的另一种重要方法。
对于给定正项级数\sum_{n=1}^{\infty}a_n,如果a_n是连续函数f(x)在[1,+\infty)上的值,且f(x)在[1,+\infty)上单调递减,则级数\sum_{n=1}^{\infty}a_n与函数的积分\int_{1}^{\infty}f(x)dx的收敛性是一致的。
积分判别法的优点是利用了函数积分的性质,简化了级数的判定过程;但缺点是需要对函数进行积分运算,有时可能不太容易求得积分结果。
正项级数敛散性的判别法
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-
设∑“ 正 项 级 数,
则
<一
胛 ( 1 -
q 存 在,
l =2 n 一1 +i ( i :0 , 1 ) 其中
,
< p
( 1 ) 当q >1 时, 级 数∑“ 收 敛。
( 2 ) 当q<l 时, 级数∑“ 发散。 一 与
( 3 ) 当q=1 时, 拉贝判别法无法判别。
式 ,其 中 n ≥n 。
则 级数∑“ 收 敛。
( 2 ) 若对 一切 n>N 。 , 成立不等式 n ( 1 一 堡 ) l
,
则级数 ∑“ 发散。
推论 ( 拉 贝判别 法的极 限形式 )
若 n < p , 则 有 专 专 ≤ 每 成 立 。
若n >P , 则可将写成 n 1 = 2 n 2 - l + i 的形式 ( i = 0 , 1 ) 使n 2 <P 若1 3 。>P 还 不成立 ,则可将此手续 继续下 去 , 经过有 限次 最后得 一个 n 可写成
没∑“ 为 正 项级数, 且存在某自 然数N o 及正常
数q , ( 1 ) 若对一切 n> N o , 成立不等式 O- ) ≥ q > 1 .
令
k _m a x { a / }
n 0 g‘ p D
当n 。 ≤ n<p时 ,显然 a n≤k成立
。
当 n≥ P时 ,可将 I 1 写成 n = 2 n 1 ~ i + i ( i = 0 , 1 ) 的形
— —
引 理l 给定两个正项级数∑a 及∑ , 分别
用 ( A), ( B)表示 ,如果 由某 项起 ( 比方说 对 n
…
= p , 那么当 p< 时 ,级
7.2正项级数敛散性的判别
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∞
1 lim ln n = ∞ 而∑ 2 收敛, n →∞ n =1 n
∞
∞
ln n ∴ ∑ 2 的敛散性依据该定理无法判别. n =1 n
1 ln n n2 = lim ln n = lim ln x = lim x = lim 2 1 = 0 lim 1 n →∞ x →+∞ x →+∞ n →∞ 1 x x x →+∞ 1 2 n 3 2 x 2 n
3 2
n2 1 = lim 2 = n →∞ 3n − 1 3
而级 数 ∑
n =1 ∞
1 n
3 2
n 收敛 , ∴ 级 数 ∑ 2 收敛. n =1 3n − 1
∞
1 的敛散性 . 例 判定级数 ∑ n n =1 3 − n 1
∞
3 n = lim 1 ∵ lim 3 − n = lim = 1, 解 n n→ ∞ n→ ∞ 1 n n→ ∞ 3 − n 1−
当q < 1时, 收敛 n 1 ∑aq 敛散性 、 当q ≥ 1时, 发散 n=0
∞
1 2、调和级数 、 ∑n发散. n=1
∞
§7.2 正项级数敛散性的判别
• • • • 一、正项级数的概念 二、比较判别法 三、比值判别法 四、*根值判别法 根值判别法
一、正项级数
称为正项级数 正项级数. 定义 如果级数 ∑ un中各项均有 un ≥ 0, 这种级数 称为正项级数.
n=1 n =1 n =1 ∞ n=1 ∞
∞
∞
判 断 ∑ u n的 敛 散 性 .
n=1
∞
对欲求级数进行 缩小应缩小为发 发 散级数. 散级数
c n ≤ un ≤ v n
放大, 放大,缩小的方向
正项级数敛散性的判别
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(1 an )
1
1
1
1
(1 a1 ) (1 a1 ) (1 a1 )(1 a2 )
1
1
(1 a1 )(1 a2 ) (1 an1 ) (1 a1 )(1 a2 )
(1 an )
1 1
(1 a1 )(1 a2 )
(1 an ) 1 {Sn }有界.
n1 n (n2 1)
解:
n
1 (n2
1)
1 n2
且
n1
1 n2
收敛
,
所以原级数收敛.
例 判断级数
1 的敛散性.
n1 ln(n 1)
解:
1 1
ln(n 1) n 1
且
1 发散,
n1 n 1
所以原级数发散.
例
判断级数
n1
n 2n
1
n
的敛散性.
解:
n n 2n 1
1 2
n
且
n1
1 2
n
收敛,
所以原级数收敛.
例 判断级数
n4 1- n4 1 的敛散性.
解:
n1
n4 1- n4 1
2 n4 1
n4 1
2
1
解
lim 3n n n 1
3n
3n
lim
n
3n
n
1
lim
正项级数敛散性的比较判别
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正项级数敛散性一.正项级数的定义若级数中各项都是非负的( 即01,2,n u n =≥,…),则称该级数为正项级数。
[1] 由正数和零构成的级数称为正项级数。
二.正项级数收敛性的一般判别原则若级数各项的符号都相同,则称为同号级数。
而对于同号级数,只须研究各项都由正数组成的级数——正项级数。
因负项级数同正项级数仅相差一个负号,而这并不影响其收敛性。
定理1 正项级数∑∞=1n n u 收敛⇔部分和数列{}n S 有界。
证明:由于对n ∀,0>n u ,故{}n S 是递增的,因此,有 ∑∞=1n n u 收敛⇔{}n S 收敛⇔{}n S 有界。
定理2(比较原则) 设∑∞=1n n u 和∑∞=1n n v 均为正项级数,如果存在某个正数N ,使得对N n >∀都有n n v u ≤,则 (1)若级数∑∞=1n n v 收敛,则级数∑∞=1n n u 也收敛;(2)若级数∑∞=1nnu发散,则级数∑∞=1nnv也发散。
证明:由定义及定理1即可得。
[2]比较判别法;比较判别法的极限形式;推论(常用结论)比较判别法是判断正项级数收敛性的一个重要方法。
对一给定的正项级数,如果要用比较判别法来判别其收敛性,则首先要通过观察,找到另一个已知级数与其进行比较,并应用定理2进行判断。
只有知道一些重要级数的收敛性,并加以灵活应用,才能熟练掌握比较判别法。
至今为止,我们熟悉的重要的已知级数包括等比级数、调和级数以及-p级数等。
要应用比较判别法来判别给定级数的收敛性,就必须给定级数的一般项与某一已知级数的一般项之间的不等式。
但有时直接建立这样的不等式相当困难,为应用方便,我们给出比较判别法的极限形式。
使用比较判别法或其极限形式,需要找到一个已知级数作比较,这多少有些困难。
下面介绍的几个判别法,可以利用级数自身的特点,来判断级数的收敛性。
几种常用的正项级数审敛法的比较
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几种常用的正项级数审敛法的比较作者:石会萍来源:《中国科技纵横》2015年第22期【摘要】无穷级数是高等数学的重要组成部分,而正项级数又是级数理论中重要的组成部分,判别正项级数的敛散性更是数项级数的核心内容。
正项级数的判敛方法虽然较多,但使用起来仍有一定的技巧。
本文归纳总结了几种常用的正项级数判敛法,比较了这些方法的不同点,总结了几种方法各自的特点与适用范围,便于学习者节约时间,提高效率。
【关键词】正项级数收敛发散无穷级数是高等数学的一个重要组成部分,它是表示函数、研究函数的性质以及进行数值计算的一种工具。
而数项级数又是无穷级数的一个重要组成部分,正项级数又是其中很重要的一类。
因为许多数项级数都是通过将其化成正项级数而知其敛散性的,因此,正项级数的审敛就显得尤为重要。
正项级数有几种审敛法,但一些学生学习中却有些茫然,看到一个级数不知选择哪种方法审敛,针对这种情况,现将几种常用的正项级数的审敛法比较如下:方法一:收敛的必要条件:若级数收敛,则。
判断级数敛散性时常用的是它的逆否命题,即:若,则必发散。
所以当需判断数项级数的收敛性时,可先看一般项的极限是否为零,如为零不一定收敛,但如不为零,一定发散。
如,因,故此级数发散。
方法二:收敛准则:正项级数收敛它的部分和数列有上界。
此方法适用于前项和可求出的正项级数,但多数级数的前项和不易求,所以此方法不是很实用,不过利用此收敛准则却可得到下面比较实用的方法。
方法三:比较审敛法:设和都是正项级数,且存在正整数,当时有成立,则当收敛时,收敛;当发散时,也发散。
用八个字简单的记就是“大收小收,小发大发”。
用这个方法判断级数的敛散性时,需对该级数有个直观地敛散性的认识,当直观判断它可能收敛(或发散)时,需要将该级数的各项适当地放大(或缩小),使放大(或缩小)后的级数是已知的收敛(或发散)的级数,从而验证我们的判断是正确的。
须注意放大(或缩小)的“度”要把握好,不然得不到想要的结论。
关于正项级数敛散性判定方法的总结比较
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关于正项级数敛散性判定方法的总结比较正项级数是一种特殊的级数,指其中所有的项都是非负数。
在数学和物理等领域中,正项级数被广泛应用。
为了研究正项级数的敛散性,数学家们提出了很多敛散性判别法。
1. 比较判别法比较判别法是判断正项级数敛散性的最基本方法之一。
如果对于级数 $\sum a_n$ 和级数 $\sum b_n$,存在正常数 $C$,使得对于充分大的 $n$,都有 $a_n \leq Cb_n$,那么若级数 $\sum b_n$ 收敛,则级数 $\sum a_n$ 收敛,反之则发散。
比较判别法原理的思路是将待求级数和已知级数比较,将待求级数与已知收敛的级数比较,若待求级数的项小于已知级数的项,则待求级数收敛;若待求级数的项大于已知级数的项,则待求级数发散。
比较判别法需要能选择一个已知级数,使得比较条件能够确定,最好的情况是能选择极大简单(或极小复杂)的已知级数。
例如,在比较判别法的应用中,经常使用常数级数 $\sum C$ 的敛散性,当 $C=0$ 时收敛,当 $C > 0$ 时发散。
因此,只要 $a_n$ 的增长快于常数,就能证明级数 $\suma_n$ 发散。
极限判别法的适用条件为比值必须是存在的,即当 $n$ 充分大时,$\frac{a_n}{b_n}$ 有意义。
比较判别法和极限判别法的区别在于,比较判别法可以比较不同级数之间的项,而极限判别法必须将比值限定在同一个级数内进行比较。
3. Cauchy判别法Cauchy判别法和其他方法不同的地方在于,它并不结合其他级数进行比较,而是对直接对级数的项进行判断。
它的适用条件是需要找到一个不依赖于 $n$ 的实数$\varepsilon$,这也是极度苛刻的。
积分判别法是利用一般函数积分或其他积分的性质来判断正项级数的敛散性。
设$f(x)$ 是定义在 $[1,\infty)$ 上的连续正函数,若 $\int_1^\infty f(x)dx$ 收敛,则正项级数 $\sum_{n=1}^\infty f(n)$ 也收敛。
关于正项级数敛散性判定方法的总结比较
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关于正项级数敛散性判定方法的总结比较摘要:本文将对正项级数的敛散性问题进行研究,引入常用的比较判别法和比值判别法,而后再给出相应的级数作为比较尺度后,得到了相应的达朗贝尔判别法和柯西根式判别法,并给出了相应的极限形式和上下极限形式的版本。
在采用更加精细的级数作为比较尺度后,引出了拉贝尔判别法,并对上述的几种方法进行了总结和分析。
关键词:正项级数敛散性达朗贝尔判别法柯西根式判别法拉贝尔判别法引言随着正负无穷的引入,人们对于数字的理解不再拘泥于传统意义上的有限数字。
此时,关于一列已知序列求和的敛散性问题便应运而生。
如何判断一列序列求和是有限的还是发散的,成为数学分析中的一个重要问题,受到了很多的关注和研究,产生了诸如比较判别法、达朗贝尔判别法和柯西根式判别法等等。
本文将对目前常用的一些判定方法进行归纳,并对它们的适用性和局限性进行分析。
一、比较判别法、比值判别法及达朗贝尔判别法我们在本节中将介绍三种常用的判别方法——比较判别法、比值判别法和达朗贝尔判别法,在引入序列的上下极限以后,给出极限形式和上下极限形式下的达朗贝尔判别法,从而使得达朗贝尔判别法得到很好的总结和完善。
而后改变比较级数的尺度,对达朗贝尔判别法进行推广,引入拉贝尔判别法,使得比较变得更加的精细和准确[1]。
1.比较判别法和比值判别法当我们遇到一个未知的序列以后,我们可以将它与已知的收敛或者发散的序列进行比较,进而来判断它的敛散性,从而诞生了比较判别法和比值判别法。
为了下文的行文的简单性,我们用符号来表示[2]。
定理1(比较判别法)假设级数和均为正项级数,那么我们有:(1)如果收敛且存在和,使得,,那么也收敛;(2)如果发散且存在和,使得,,那么也发散。
为了方便使用,我们这里引入极限形式的比值判别法.推论1设级数和均为正项级数令则有:(1)如果收斂,且,那么也收敛;(2)如果发散,且,那么也发散。
同样的,对于严格的正项级数我们可以得到如下的比值判别法.定理2(比值判别法)假设级数和都是严格的正项级数,那么我们有:(1)如果收敛,且存在,使得,,那么也收敛;(2)如果发散,且存在,使得,,那么也发散。
正项级数敛散性的判别方法
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正项级数敛散性的判别方法摘要:正项级数是级数内容中的一种重要级数,它的敛散性是其基本性质。
正项级数敛散性的判别方法虽然较多,但是用起来仍有一定的技巧,归纳总结正项级数敛散性判别的一些典型方法,比较这些方法的不同特点,总结出一些典型判别法的特点及其适用的正项级数的特征。
根据不同级数的特点分析、判断选择适宜的方法进行判别,才能事半功倍。
关键词:正项级数;收敛;方法;比较;应用1引言数项级数是伴随着无穷级数的和而产生的一个问题,最初的问题可以追溯到公元前五世纪,而到了公元前五世纪,而到了公元17、18世纪才有了真正的无穷级数的理论。
英国教学家Gregory J (1638—1675)给出了级数收敛和发散两个术语从而引发了数项级数敛散性广泛而深入的研究,得到了一系列数项级数的判别法。
因而,判断级数的敛散性问题常常被看作级数的首要问题。
我们在书上已经学了很多种正项级数敛散性的判定定理,但书上没有做过多的分析。
我们在实际做题目时,常会有这些感觉:有时不知该选用哪种方法比较好;有时用这种或那种方法时,根本做不出来,也就是说,定理它本身存在着一些局限性。
因此,我们便会去想,我们常用的这些定理到底有哪些局限呢?定理与定理之间会有些什么联系和区别呢?做题目时如何才能更好得去运用这些定理呢?这就是本文所要讨论的。
2正项级数敛散性判别法2.1判别敛散性的简单方法由级数收敛的基本判别定理——柯西收敛准则:级数1nn u∞=∑收敛⇔0,,,,N N n N p N ε+∀>∃∈∀>∀∈有12n n n p u u u ε++++++<。
取特殊的1p =,可得推论:若级数1nn u∞=∑收敛,则lim 0n n u →∞=。
2.2比较判别法定理一(比较判别法的极限形式): 设1n n u ∞=∑和1n n v ∞=∑为两个正项级数,且有limnn nu l v →∞=,于是(1)若0l <<+∞,则1nn u∞=∑与1nn v∞=∑同时收敛或同时发散。
数项级数敛散性判别法。(总结)
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数项级数敛散性判别法。
(总结)数项级数是一类由无穷多个项组成的数列,它们的和是一个数。
在数学中,我们通常利用一些方法来判断数项级数的收敛性和发散性。
以下是数项级数敛散性判别法的总结:1. 正项级数收敛判别法:如果数列中的每一项都是非负数,且后一项大于等于前一项,那么这个数项级数收敛。
2. 比较判别法:如果一个数项级数的绝对值序列能够被一个已知的收敛数项级数和一个已知的发散数项级数所夹逼,那么这个数项级数与已知的收敛数项级数具有相同的收敛情况,与已知的发散数项级数具有相同的发散情况。
3. 极限比值判别法:对于一个数项级数,如果存在一个常数$q$,使得 $0\leq q<1$,并且对于充分大的 $n$,有$|\frac{a_{n+1}}{a_n}|<q$,那么数项级数收敛。
如果存在一个常数 $r>1$,并且对于充分大的 $n$,有$|\frac{a_{n+1}}{a_n}|>r$,那么数项级数发散。
如果 $q=1$,那么该方法不确定。
4. 根号(拉阔)判别法:对于一个数项级数,如果$\limsup\sqrt[n]{|a_n|}<1$,那么数项级数收敛;如果$\limsup\sqrt[n]{|a_n|}>1$,那么数项级数发散;如果$\limsup\sqrt[n]{|a_n|}=1$,那么该方法不确定。
5. 积分判别法:对于一个递减的正项函数 $f(x)$,如果数项级数 $\sum_{n=1}^{\infty} a_n$ 可以表示成积分$\int_{1}^{\infty}f(x)dx$ 的形式,且该积分收敛,那么数项级数也收敛。
如果积分发散,那么数项级数也发散。
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关于正项级数敛散性判定方法的总结比较
正项级数指的是所有项都是正数的级数。
求解正项级数的敛散性是数学分析、高等数学、物理等学科中经常使用的基本问题。
以下是关于正项级数敛散性判定方法的总结。
1. 通项公式法
如果正项级数的通项公式可以明确地表示出来,那么可以通过解析判断级数的敛散性。
例如:$\sum\limits_{n=1}^{\infty} \frac{1}{n^2}$,该级数的通项公式为
$\frac{1}{n^2}$,由于是调和级数的平方,因此它是收敛的。
但如果通项公式不容易明
确表示出来,就需要采用其他方法。
2. 比较判别法
当正项级数与一个已知收敛或发散的级数的通项公式形式非常类似时,就可以使用比
较判别法。
若存在一个收敛级数$\sum\limits_{n=1}^{\infty} a_n$,则当正项级数
$\sum\limits_{n=1}^{\infty} b_n$满足
$\lim\limits_{n\to\infty}\frac{b_n}{a_n}=c>0$时,$\sum\limits_{n=1}^{\infty}
b_n$与$\sum\limits_{n=1}^{\infty} a_n$同时敛散。
其中,$a_n$和$b_n$都是正数。
3. 极限比值法
极限比值法也叫作柯西-黎曼判别法。
该方法需要计算正项级数的项数无穷大时的比
值$\lim\limits_{n\to\infty}\frac{a_{n+1}}{a_n}$,如果该比值$<1$,则级数收敛;
如果$>1$,则级数发散;如果$=1$,则判别不出敛散性。
此外,当无法计算极限时,也可
以将比值的极限转化为自然对数的形式再进行计算。
将正项级数转化为积分形式,再判断积分的敛散性。
若存在一个$a>0$,使得函数
$f(x)$在$[a,+\infty)$上单调递减且非负,则当正项级数$\sum\limits_{n=1}^{\infty} a_n$的通项公式为$a_n=f(n)$时,级数敛散与积分$\int_a^{+\infty} f(x)dx$的敛散性
相同。
5. 积分判别法的变形
以上就是正项级数敛散性判定方法的总结比较。
不同的方法适用于不同类型的正项级数,选择合适的方法能够有效地解决敛散性问题。