微积分问题:判断下列级数的敛散性.∑(n=1→∞)(-1)^(n-1)*(1-cos(a/根号n))

来源:学生作业帮助网 编辑:作业帮 时间:2024/04/28 12:34:00

微积分问题:判断下列级数的敛散性.∑(n=1→∞)(-1)^(n-1)*(1-cos(a/根号n))
微积分问题:判断下列级数的敛散性.∑(n=1→∞)(-1)^(n-1)*(1-cos(a/根号n))

微积分问题:判断下列级数的敛散性.∑(n=1→∞)(-1)^(n-1)*(1-cos(a/根号n))
加绝对值变成∑(n=1→∞)(1-cos(a/根号n))
用比较判别法的极限形式,n-->无穷大
lim(1-cos(a/根号n))/(1/n^2)=lim(1/2(a/n)^2)/(1/n^2)=1/2a^2
因此级数敛散性与 ∑(1/n^2)相同,而∑(1/n^2)收敛,则原级数绝对收敛

lim(n→+∞) 1-cos(a/√n)=lim(n→+∞) (a/√n)²/2 (使用等价无穷小cosx~1-x²/2)
)=lim(n→+∞) a²/2n,所以取绝对值后的级数敛散性与 ∑(1/n)相同,是发散的
原级数每两项配对,当n→+∞时有An+1/An=[1-cos(a/√n+1)]/[1-cos(a/√n)]
...

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lim(n→+∞) 1-cos(a/√n)=lim(n→+∞) (a/√n)²/2 (使用等价无穷小cosx~1-x²/2)
)=lim(n→+∞) a²/2n,所以取绝对值后的级数敛散性与 ∑(1/n)相同,是发散的
原级数每两项配对,当n→+∞时有An+1/An=[1-cos(a/√n+1)]/[1-cos(a/√n)]
=[(a/√n+1)²/2]/[(a/√n)²/2]=n/n+1→1,且由余弦函数性质,n足够大时1-cos(a/√n)是减函数,则
原级数收敛,所以此级数为条件收敛

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条件收敛
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设a>0,记un=1-cos(a/√n),因为un=1-cos(a/√n)等价于1/2*(a/√n)^2=a^2/2*1/n,因为∑1/n发散,所以∑un发散,所以原级数不绝对收敛。
当n很大时,a/√n<1,所以去掉级数的前有限项后,由cos(a/√n)的单调增加知道{un}单调减少,又un当n→∞时的极限是0,所以由莱布尼兹定理,原级数收敛。...

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条件收敛
--------
设a>0,记un=1-cos(a/√n),因为un=1-cos(a/√n)等价于1/2*(a/√n)^2=a^2/2*1/n,因为∑1/n发散,所以∑un发散,所以原级数不绝对收敛。
当n很大时,a/√n<1,所以去掉级数的前有限项后,由cos(a/√n)的单调增加知道{un}单调减少,又un当n→∞时的极限是0,所以由莱布尼兹定理,原级数收敛。
综上,原级数条件收敛

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