数项级数的审敛法
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·复习 1 级数的概念。
2 级数的敛散性。
3 级数的性质。
·引入 正像数列一样,对于级数也有两个问题应当研究一是它是否收敛,二是如果收敛,它的和等于什么。
一般情况下要判断一个级数的敛散性,只利用级数收敛和发散的定义和性质,常常是很困难的,因此需要建立判定级数敛散性的判别法。
我们先来考察正项级数的敛散性。
·讲解新课7-2 常数项级数的审敛法(一)一 正项级数及其审敛法定义 如果级数∑∞=1n n u 的每一项都是非负数,即0n u ≥,(1,2)n = ,那么称级数∑∞=1n n u 为正项级数.如果级数∑∞=1n n u 是一个正项级数,那么它的部分和数列{}n S 是一个单调增加数列:12......n S S S ≤≤≤≤,如果数列{}n S 有界,即n S 总不大于某一个常数M ,根据单调有界数列必有极限的准则,正项级数∑∞=1n n u 必收敛于和S ,且n S S M ≤≤;反之,如果正项级数∑∞=1n n u 收敛于和S ,即lim n x S S →∞=,根据有极限的数列必是有界数列的性质可知:∑∞=1n n u 有界,因此可得如下结论:定理 正项级数∑∞=1n n u 收敛的充分必要条件是:它的部分和数列单调有界。
由此定理可知:如果正项级数∑∞=1n n u 发散,则当n →∞时,它的部分和数列n S →∞,即:1n n u ∞==+∞∑1 比较审敛法设有两个正项级数1n n u ∞=∑和1n n v ∞=∑,如果n u ≤n v ),3,2,1( =n 成立,那么(1)若级数1n n v ∞=∑收敛,则级数∑∞=1n n u 也收敛.(2)若级数1n n u ∞=∑发散,则级数1n n v ∞=∑也发散.用比较判别法时,需要适当地选取一个已知其收敛性的级数作为比较的基准,最常被选用作基准级数的是等比级数和p -级数。
定义 当0p >时 ,11111123L L ppppn nn∞==+++++∑.称为 p -级数特别地:当1p =时,p -级数是调和级数11n n∞=∑。
正项级数的比较审敛法正项级数的比较审敛法是数学中一种常用的判别级数收敛性的方法。
通过与已知的收敛或发散级数进行比较,我们可以判断一个正项级数的收敛性。
本文将介绍正项级数的比较审敛法的基本原理和应用。
正项级数是指所有项都是非负数的级数。
我们知道,一个正项级数的收敛性与其项的大小相关。
如果一个级数的每一项都小于等于另一个级数的对应项,并且后者收敛,那么我们可以推断前者也收敛。
同样地,如果一个级数的每一项都大于等于另一个级数的对应项,并且后者发散,那么我们可以推断前者也发散。
这就是正项级数的比较审敛法的基本思想。
比较审敛法分为两种情况:比较法和极限比较法。
下面我们将分别介绍这两种方法。
一、比较法比较法是通过比较待判定级数与已知级数的大小关系来判断待判定级数的收敛性。
具体而言,我们选择一个已知的收敛级数和一个待判定级数,然后比较它们的项的大小。
如果待判定级数的每一项都小于等于已知级数的对应项,那么待判定级数也收敛;如果待判定级数的每一项都大于等于已知级数的对应项,那么待判定级数也发散。
比较法的关键在于选择合适的已知级数。
常用的已知级数包括调和级数、几何级数和指数级数等。
例如,我们可以使用调和级数来判断一个正项级数的收敛性。
调和级数是指形如1+1/2+1/3+1/4+...的级数。
根据比较法的原理,如果一个正项级数的每一项都小于等于调和级数的对应项,那么该正项级数也收敛。
二、极限比较法极限比较法是比较法的一种特殊情况。
当我们无法直接比较待判定级数和已知级数的项时,可以通过比较它们的极限值来判断待判定级数的收敛性。
具体而言,我们选择一个已知的收敛级数和一个待判定级数,然后比较它们的极限值。
如果待判定级数的极限值与已知级数的极限值相等或者待判定级数的极限值无穷大,那么待判定级数也收敛;如果待判定级数的极限值与已知级数的极限值比较大,那么待判定级数也发散。
极限比较法的关键在于计算级数的极限值。
对于一些常见的级数,我们可以通过取极限值来判断其收敛性。