7.2常数项级数的审敛法(1)
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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∞=∑。
第七章 级数7.1常数项级数的概念与性质7.1.1 常数项级数的概念 常数项级数: 一般的,设给定数列12,,,,n a a a 则该数列所有项相加所得的表达式12n a a a ++++叫做(常数项)无穷级数,简称(常数项)级数;其中第n 项n a 叫做级数的一般项或通项。
级数简记为:1nn a∞=∑,即121nn n aa a a ∞==++++∑部分和:作(常数项)级数12n a a a ++++的前n 项的和121nn n i i S a a a a ==+++=∑,n S 称为级数(1)的前n 项部分和。
当n 依次取1,2,3,… 时,它们构成一个新的数列{}n S ,称为部分和数列。
级数收敛与发散: 如果级数1nn a∞=∑的部分和数列{}n S 有极限S ,即lim n n S S →∞=(有限值),则称无穷级数1nn a∞=∑收敛,极限S 叫做该级数的和,并写成12n S a a a =++++。
如果{}n S 没有极限(lim n n S →∞不存在或为±∞),则称无穷级数1nn a∞=∑发散。
常用级数:(1)等比级数(几何级数):nn q∞=∑111q q -当时收敛于1q ≥当发散(2)p 级数:11pn n∞=∑ 11p p ≤当时收敛当时发散级数的基本性质: 性质1: 若级数1nn a∞=∑收敛于和S ,则级数1nn Ca∞=∑(C 是常数)也收敛,且其和为CS 。
性质2: 若级数1nn a∞=∑和级数1nn b∞=∑分别收敛于和S 、σ,则级数()1nn n ab ∞=±∑也收敛,且其和为S σ±。
注意:如果级数1nn a∞=∑和1nn b∞=∑都发散,则级数()1nn n ab ∞=±∑可能收敛也可能发散;而如果两个级数1nn a∞=∑和1nn b∞=∑中有且只有一个收敛,则()1nn n ab ∞=±∑一定发散。