高等数学:第五讲 绝对收敛与条件收敛
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第四节条件收敛与绝对收敛对于任意项级数a n ,我们已经给出了其收敛的一些判n 1别方法,本节我们讨论任意项级数的其他性质 一条件收敛 与绝对收敛定义 对于级数 a n ,如果级数 I a n |是收敛的,n 1n 1a n 绝对收敛。
n 1如果|a n |发散,但a n 是收敛的,我们称级数n 1n 1敛。
(1)n 1.n 1 n收敛级数可以看成是有限和的推广,但无限和包含有极 限过程。
并不是有限和的所有性质都为无限和所保持。
大体 说来,绝对收敛的级数保持了有限和的大多数性质,条件收 敛的级数则在某些方面与有限和差异很大。
下面我们讨论条 件收敛与绝对收敛的性质。
定理绝对收敛级数必为收敛级数,反之则不然证明:设级数 a n 收敛,即|a n I 收敛,由Cauchy 收敛准则, n 1n 1对 0,存在N ,当n>N 时,对一切自然数 p,成立着丨 an 1 丨1 an 2 11 an p 1于是:我们称级数a n 条件收n 1条件收敛的级数是存在的,如1 a n 1 a n2 a np丨丨a n 1丨丨a n2丨丨a n p丨再由Cauchy收敛准则知a n收敛。
n 1由级数(1)可看出反之不成立。
n 1 n注:如果正项级数|a n |发散,不能推出级数a n发散。
n 1 n 1但如果使用Cauchy判别法或DAlembert判别法判定出|a n |n 1发散,则级数a n必发散,这是因为利用Cauchy判别法或n 1D'lembert判别法来判定一个正项级数| a n |为发散时,是n 1根据这个级数的一般项| a n|当n 时不趋于0,因此对级数a n而言,它的一般项也不趋于零,所以级数n 1例讨论级数(1)n1^ 1的敛散性,如收敛指明是条件n 1 n 1 s'n p收敛或绝对收敛。
解,当p 0时,由于W需总0,所以级数发散.当p 2时,因为n 2 1n 1 n plim ------- : ---- 1n 1/ .n p而1收敛,所以原级数绝对收敛。
绝对收敛和条件收敛的判别方法
绝对收敛和条件收敛是数列、级数和函数级数中重要的概念,常常用于求解实际问题。
判别一个数列、级数或函数级数是否绝对收敛,可以通过以下方法:
1. 比较判别法:将该数列、级数或函数级数与某个比较级数进行比较,若比较级数收敛,则原数列、级数或函数级数绝对收敛;若比较级数发散,则原数列、级数或函数级数可能条件收敛,需要再进行判别。
2. 比值判别法和根值判别法:对于正项数列、级数和函数级数,可以分别用比值判别法和根值判别法进行判定。
若极限值小于1,则绝对收敛;若极限值大于1,则发散;若等于1,则无法判断,需要采用其他方法。
3. 绝对收敛的充分性:若一个数列、级数或函数级数绝对收敛,则它必定收敛,即条件收敛。
因此,绝对收敛是条件收敛的充分条件。
4. 瑕积分判别法:对于函数级数,可以用瑕积分判别法进行判定。
若瑕积分收敛,则函数级数绝对收敛;若瑕积分发散,则函数级数可能条件收敛,需要再进行判别。
通过以上方法,可以判别数列、级数和函数级数的绝对收敛和条件收敛性质,为进一步求解实际问题提供有力的数学工具。
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条件收敛与绝对收敛定义
对于数列来说,如果一个数列在满足某些条件时收敛,但在不满足这些条件时不一定收敛,那么这个数列就是条件收敛的。
而如果一个数列无论在何种情况下都一定收敛,那么这个数列就是绝对收敛的。
对于级数来说,如果一个级数的各项在满足某些条件时相加收敛,但在不满足这些条件时不一定相加收敛,那么这个级数就是条件收敛的。
而如果一个级数的各项的绝对值相加无论在何种情况下都一定收敛,那么这个级数就是绝对收敛的。
条件收敛和绝对收敛是两个非常重要的概念,在数学分析中应用广泛。
其中,绝对收敛有着更强的收敛性质,因此在求和或积分等运算中更为方便和可靠,而条件收敛则更为常见,因为很多数列或级数只有在满足某些条件时才有意义或者存在。
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条件收敛和绝对收敛的判别方法
条件收敛和绝对收敛的判别方法如下:
1. 条件收敛:如果一个无穷级数或积分收敛但不绝对收敛,那么它被称为条件收敛。
条件收敛的级数或积分可以重排,但收敛到不同的值。
2. 绝对收敛:一个数项级数或积分绝对收敛当且仅当级数的每一项或者积分的函数取绝对值后仍然收敛或可积。
绝对收敛的级数或积分具有性质,即无论怎样重排,它仍然会收敛到同一个值。
总的来说,判断条件收敛和绝对收敛的方法主要是通过判断级数或积分的收敛性和重排后的收敛性。
如需更多信息,建议查阅数学书籍或咨询数学专业人士。
第四节条件收敛与绝对收敛对于任意项级数J■ an ,我们已经给出了其收敛的一些判n =1别方法,本节我们讨论任意项级数的其他性质一条件收敛与绝对收敛。
定义10.5对于级数a n,如果级数'Ta n l是收敛的,我们称n =1n =1级数v a n绝对收敛。
n d如果-|a n |发散,但7 a n是收敛的,我们称级数7 a n条件收n =1 n =1n =1敛。
n 1条件收敛的级数是存在的,如、口n=1 n收敛级数可以看成是有限和的推广,但无限和包含有极限过程。
并不是有限和的所有性质都为无限和所保持。
大体说来,绝对收敛的级数保持了有限和的大多数性质,条件收敛的级数则在某些方面与有限和差异很大。
下面我们讨论条件收敛与绝对收敛的性质。
定理10.17绝对收敛级数必为收敛级数,反之则不然Q Q Q Q证明:设级数v a n收敛,即v |a n |收敛,由Cauchy收敛准n =1 n=1则,对_ ;0,存在N,当n>N时,对一切自然数p,成立着|a n 1 | |a n 2 I |a n p I —于是:|a ni a n.2 a n p 卩la nd L |a n 2 I Wn p 卜;Q Q再由Cauchy 收敛准则知a n 收敛。
n 丄n 1由级数-可看出反之不成立。
n=i n注:如果正项级数|a n |发散,不能推出级数】a n 发散。
n =1n=1但如果使用 Cauchy 判别法或 D 'Alembert 判别法判定出OQQ Q;'|a n |发散,则级数「a n 必发散,这是因为利用Cauchy 判 n =1n =1Q Q别法或D 'Alembert 判别法来判定一个正项级数、ja n |为发散 心时,是根据这个级数的一般项|a n |当n 》=时不趋于0,因此 Q QQ Q对级数J an 而言,它的一般项也不趋于零, 所以级数J an 发n =1n =1散。
绝对收敛和条件收敛级数的区别和应用概述在数学中,级数是指无穷个数的和。
我们可以将级数分为两类:绝对收敛级数和条件收敛级数。
绝对收敛级数是指在对原级数的每一项取绝对值之后所得到的级数收敛。
而条件收敛级数是指原级数在不取绝对值的情况下收敛。
在本文中,我们将首先讲解绝对收敛级数和条件收敛级数的定义和性质。
接着,我们将探讨两者在实际应用中的区别以及它们在解决特定问题时的重要性。
绝对收敛级数我们先来看看什么是绝对收敛级数。
一个级数在绝对收敛时,它的每一项都取绝对值并求和之后,所得到的新级数必定是收敛的。
换言之,对于一个无穷级数$a_n$,如果它的绝对值级数$\sum\limits_{n=1}^{\infty} |a_n|$收敛,则级数$a_n$是绝对收敛的。
绝对收敛级数有很多很好的性质。
其中一个重要的性质就是它在求和的顺序不变的情况下,所得到的值也不会改变。
这意味着,如果我们将级数的不同项重新排列,所得到的和将永远不会发生变化。
条件收敛级数接下来,我们看看条件收敛级数的定义。
一个级数在条件收敛时,它在不取绝对值的情况下收敛。
也就是说,如果一个级数$a_n$本身是发散的,但是当我们对其中的正项和负项分别取和,所得到的两个无穷级数都是收敛的,那么该级数就是条件收敛的。
与绝对收敛级数相比,条件收敛级数的性质要复杂得多。
其一个重要的性质是,如果我们改变级数中各项的顺序,则所得到的新级数的和可能会发生变化。
在实际应用中,这种性质通常会导致一些意外的结果。
应用在数学中,绝对收敛级数比条件收敛级数更容易处理。
因为对于绝对收敛级数,只要我们对其每一项取绝对值之后,我们就可以转化为简单的收敛问题。
而对于条件收敛级数,由于其性质更为复杂,可能需要更为深入的分析和更为细致的取舍。
作为一个例子,考虑著名的阶乘级数$\sum\limits_{n=1}^{\infty}\frac{1}{n!}$。
这个级数在求和时必须使用折中法,也就是将正项和负项分别求和,以获得它的和。
条件收敛和绝对收敛的关系1. 引子:收敛的奇妙世界大家好,今天咱们聊聊数学里的一些神奇概念,特别是“条件收敛”和“绝对收敛”。
别看这两个词听起来有点拗口,其实它们就像两位性格迥异的朋友,在数列的世界里打打闹闹,关系复杂得很!想象一下,条件收敛就像那个偏执又爱发脾气的朋友,绝对收敛则是那个温和、乐观的家伙。
他们的互动其实很有意思,搞懂了,数列的世界也就没那么神秘了。
2. 收敛的基本概念2.1 什么是收敛?先来聊聊“收敛”。
简单来说,收敛就是一系列数值朝着某个目标靠近,就像一群小鸟朝着温暖的巢穴飞去。
比如,想象一下你正在爬山,爬到一半,前面就是山顶,这时候你每一步都在朝着目标走,最终肯定能到达。
收敛的感觉就是这样的,数列不断向一个值逼近。
2.2 条件收敛和绝对收敛接下来,我们来具体说说这两个家伙。
条件收敛就是数列在某种情况下收敛,但如果你把它的顺序调换一下,它可能就不收敛了,简直就像你调换了路上的标志,结果迷了路,哈哈!而绝对收敛则是无论你怎么调换顺序,它都稳稳当当地收敛,简直就是数学界的“安全车”!3. 条件收敛的特点3.1 如何判断条件收敛?那么,如何判断一个数列是否条件收敛呢?一般来说,我们可以用交错级数测试。
想象一下,交替的正负数在一起,它们就像两个人在跳舞,一个上升,一个下降,最终在某个点相遇。
比如,交错调和级数就满足这个条件,它虽然是条件收敛,但一旦把数的绝对值拿出来,结果就会变得非常不稳定,简直就是“虚有其表”。
3.2 条件收敛的神奇之处再说说条件收敛的神奇之处。
它能告诉我们,尽管我们可以在某种情况下找到一个收敛的答案,但并不代表在其他情况下也能如此。
就像生活中,有时候我们在特定条件下得到的结果,换个环境可能就会变得天差地别。
这种不确定性恰恰让数学更加有趣,就像玩扑克,手里牌再好,也得看对手出什么。
4. 绝对收敛的魅力4.1 绝对收敛的特点再来看看绝对收敛。
它就像是一个稳重的老者,不管风吹雨打,始终稳如泰山。