第七章级数习题正项级数课件.ppt
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- 第七 级数 习题 课件
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1、(Advanced Mathematics)M yz x0 无穷级数无穷级数2第七章第七章 无穷级数无穷级数习题课习题课(一一)l 级数概念级数概念 基本性质基本性质l 正项级数正项级数 交错级数交错级数l 绝对收敛绝对收敛 条件收敛条件收敛无穷级数无穷级数3 数数项项级级数数定定义义法法敛敛审审敛敛收收一一般般项项级级数数收收敛敛级级数数的的性性质质正正项项级级数数),定定义义性性质质极极限限审审敛敛法法,比比较较审审敛敛法法交交错错级级数数,(级级数数,部部分分和和,收收敛敛)条条件件收收敛敛 ,(莱莱布布尼尼兹兹判判别别法法,比比值值审审敛敛法法根根值值审审敛敛法法 ,(正正项项级级数数
2、判判别别法法),定定义义性性质质定定义义性性质质,一、复习一、复习无穷级数无穷级数41、数项级数及收敛性、数项级数及收敛性设数项级数设数项级数,1 nnu,1 nkknus部分和部分和若部分和若部分和收敛收敛,则称级数收敛则称级数收敛,并记并记.1 kkus2 2、收敛级数的基本性质、收敛级数的基本性质性质性质1 1,1sunn收收敛敛于于和和若若级级数数 1nnku则则级级数数.ks收收敛敛于于和和,lim存在存在ssnn 即极限即极限返回返回无穷级数无穷级数5性质性质2 2 1.)(nnnsvu 收收敛敛于于则则性质性质3 3不会改变级数的敛散性不会改变级数的敛散性.在级数中去掉、增加或改
3、变有限项在级数中去掉、增加或改变有限项,11 svunnnn收收敛敛于于和和分分别别若若级级数数 性质性质4 4且和不变且和不变.收敛级数任意加括号后所形成的新收敛级数任意加括号后所形成的新注注级数仍收敛级数仍收敛,可以任意加括号可以任意加括号,但不能改变项的顺序但不能改变项的顺序.返回返回无穷级数无穷级数6性质性质5 5 1 nnu若级数若级数收敛收敛,即即.0lim nnu(级数收敛的必要条件级数收敛的必要条件)则它的一般项趋于零则它的一般项趋于零,两个相关命题两个相关命题:收敛收敛 1 )1(nnu例如:例如:.0lim nnu发散发散 1 )2(nnu.0lim nnu.01lim n
4、n但但,11发散发散调和级数调和级数 nn返回返回无穷级数无穷级数7四个相关命题四个相关命题:(1)(1)收敛级数加括弧后所成的级数仍收敛收敛级数加括弧后所成的级数仍收敛.(3)(3)收敛级数去括弧后所成的级数不一定收敛收敛级数去括弧后所成的级数不一定收敛.(2)(2)加括弧后发散的级数加括弧后发散的级数,去括弧后仍发散去括弧后仍发散.(4)(4)发散的级数加括弧后不一定发散发散的级数加括弧后不一定发散.例如例如 1111 收敛收敛 发散发散 )11()11(返回返回无穷级数无穷级数83 3、正项级数及其审敛法、正项级数及其审敛法(1)(1)正项级数收敛的充要条件正项级数收敛的充要条件 收敛收
5、敛正项级数正项级数1 nnu.有界有界部分和数列部分和数列ns(2)(2)比较审敛法比较审敛法为正项级数,为正项级数,和和设设 11nnnnvu),2,1(nvunn且且 收敛收敛则则1 nnv;1收敛收敛 nnu 发散发散1nnu.1发散发散 nnv返回返回无穷级数无穷级数9重要参考级数重要参考级数:级级数数 P调和级数调和级数:几何级数:几何级数:0nnq.11发散发散 nn.1时发散时发散 q,1 时收敛时收敛当当 q 11npn发发散散时时当当,1 p收收敛敛时时当当,1 p返回返回无穷级数无穷级数10(3)(3)比较审敛法的极限形式比较审敛法的极限形式则则两级数具有相同的敛散性两级数
6、具有相同的敛散性.,0 .la 当当,0 .lb 当当,1收敛收敛若若 nnv.1收收敛敛则则 nnu,lim lvunnn 若若,11 nnnnvu 及及设正项级数设正项级数,.lc 当当,1发散发散若若 nnv.1发发散散则则 nnu返回返回无穷级数无穷级数11(4)(4)极限审敛法极限审敛法,1 nnu设正项级数设正项级数),(0lim .或或若若lnuann.1发散发散则级数则级数 nnu,)1(lim .存在存在若若 punbnpn.1收敛收敛则级数则级数 nnu返回返回无穷级数无穷级数12,lim1 nnnuu(5)(5)比值审敛法比值审敛法(6)(6)根值审敛法根值审敛法,1 n
7、nu设正项级数设正项级数则则.1时级数发散时级数发散 ;1时级数收敛时级数收敛 ,lim nnnu,1 nnu设正项级数设正项级数则则.1时级数发散时级数发散 ;1时级数收敛时级数收敛 返回返回无穷级数无穷级数134、交错级数及其审敛法、交错级数及其审敛法满足满足如果交错级数如果交错级数 11)1(nnnu莱布尼茨定理莱布尼茨定理),2,1()1(1 nuunn,0lim)2(nnu,)1(11收敛收敛则级数则级数 nnnu,1us 和和且级数且级数.|1 nnur余项余项返回返回无穷级数无穷级数14 递减的方法:递减的方法:判定判定nu比值法,比值法,.a)()(.nfuxfcn 使使,找可
8、导函数找可导函数;11是否小于是否小于即考察即考察nnuu 差值法,差值法,.b;11是否小于是否小于即考察即考察nnuu ,),2,1(n.0)(是否小于是否小于考察考察xf 返回返回无穷级数无穷级数155、绝对收敛与条件收敛、绝对收敛与条件收敛定理定理,1收敛收敛若若 nnu.1收敛收敛则则 nnu定义定义,1收敛收敛若若 nnu;1绝绝对对收收敛敛则则称称 nnu,1发散发散若若 nnu.则则称称级级数数条条件件收收敛敛,1收收敛敛而而 nnu返回返回无穷级数无穷级数166 6、判断具体级数敛散性的一般步骤判断具体级数敛散性的一般步骤c.c.性质、定义性质、定义正项级数判敛法正项级数判敛
9、法b.b.是否绝对收敛是否绝对收敛交错交错级数级数适用于交错级数适用于交错级数a.a.莱布尼兹判别法莱布尼兹判别法b.b.性质、定义性质、定义正项级数判敛法正项级数判敛法a.a.是否绝对收敛是否绝对收敛任意项任意项级数级数说明说明步骤步骤级数类型级数类型返回返回无穷级数无穷级数17e.e.性质、定义性质、定义d.d.比较审敛法比较审敛法b.b.极限审敛法极限审敛法c.c.比较审敛法的比较审敛法的 极限形式极限形式使用起来最简单使用起来最简单a.a.比值或根植法比值或根植法正项正项级数级数原因原因步骤步骤级数类型级数类型返回返回无穷级数无穷级数18二、典型例题二、典型例题;)1(:11 nnnn
10、nnn判断下列级数的敛散性判断下列级数的敛散性例例1 1解解nnnnnnnnu)1(1 ,)11(21nnnn 无穷级数无穷级数19nnnnnnn122)11(lim)11(lim2 ;10 exxnnxn11limlim xxxeln1lim xxe1lim ;10 e根据级数收敛的必要条件,根据级数收敛的必要条件,原级数发散原级数发散,01)11(21limlim nnnnnnnu无穷级数无穷级数20敛?敛?是条件收敛还是绝对收是条件收敛还是绝对收敛?如果收敛,敛?如果收敛,是否收是否收判断级数判断级数 1ln)1(nnnn例例解解,1ln1nnn ,11发散发散而而 nn,ln1ln)1
11、(11发散发散 nnnnnnn即原级数非绝对收敛即原级数非绝对收敛无穷级数无穷级数21,ln)1(1级数级数是交错是交错 nnnn由莱布尼茨定理:由莱布尼茨定理:xxnnxnlnlimlnlim,01lim xx,0ln11limln1lim nnnnnnn),0(ln)(xxxxf),1(011)(xxxf无穷级数无穷级数22,),1(上单增上单增在在,ln1单减单减即即xx ,1ln1时单减时单减当当故故 nnn),1()1ln()1(1ln11 nunnnnunn由莱布尼茨定理,此交错级数收敛,由莱布尼茨定理,此交错级数收敛,故原级数是条件收敛故原级数是条件收敛无穷级数无穷级数23(一)
12、一)选择题选择题:1 1、下列级数中、下列级数中,收敛的是收敛的是().().(A)(A)11nn;(B)(B)11nnn;(C)(C)1321nn;(D)(D)1)1(nn.二、练习题二、练习题B无穷级数无穷级数242 2、下下列列级级数数中中,收收敛敛的的是是().(A A)11)45(nn;(B B)11)54(nn;(C C)111)45()1(nnn;(D D)11)5445(nn.BB无穷级数无穷级数254 4、部部分分和和数数列列 ns有有界界是是正正项项级级数数 1nnu收收敛敛的的 ()(A A)充充分分条条件件;(B B)必必要要条条件件;(C C)充充要要条条件件;(D
13、D)既既非非充充分分又又非非必必要要条条件件 .5 5、设级数、设级数 1nnnq收敛收敛,则在下列的数值中则在下列的数值中,q的取的取值为(值为()(A A)0.5 0.5 (B B)1 1 (C C)1.5 1.5 (D D)2 2 AC无穷级数无穷级数26 1)1()(nnnuA 12)(nnuB)()(11 nnnuuC 1)(nnuDC7 7、设设a为为非非零零常常数数,则则当当()时时,级级数数 1nnra收收敛敛 .(A A)1 r;(B B)1 r;(C C)ar ;(D D)1 r.D6 6、若、若 1nnu收敛,则下列级数中必定收敛的是收敛,则下列级数中必定收敛的是()无穷
14、级数无穷级数278 8、下下列列级级数数中中,收收敛敛的的是是()(A A)1222)!(nnn;(B B)1!3nnnnn;(C C)22sin1nnn;(D D)1)2(1nnnn.C(A A)收敛)收敛 (B B)发散)发散 (C C)敛散不定)敛散不定 C9 9、若、若 1nnu 1nnv与与 均发散,则均发散,则 1)(nnnvu()无穷级数无穷级数28(A)(A)发散发散 (B)(B)条件收敛条件收敛 (C)(C)绝对收敛绝对收敛 (D)(D)收敛性不能确定收敛性不能确定则该级数在则该级数在 1010、若级数、若级数 1)2(nnnxa1x在在3 x处的敛散性为处的敛散性为 处收敛
15、,处收敛,()D 11sinnn1111、(A A)绝对收敛)绝对收敛 (B B)条件收敛)条件收敛()(C C)发散)发散 (D D)不一定)不一定C无穷级数无穷级数290lim)(nnaA1lim)(1 nnnaaBnaCn1)(1)(nnaD发散发散 D1212、设、设 0 na且且 1nna发散,则下列结论发散,则下列结论正确的是正确的是()无穷级数无穷级数30 1)1()1()(nnnnA 1sin)1()(nnnnnB 12)1()(nnnC 113)1()(nnnDD13 13 下列级数中,属于条件收敛的是下列级数中,属于条件收敛的是 ()无穷级数无穷级数31(A A)绝对收敛)
16、绝对收敛 (B B)条件收敛)条件收敛(C C)收敛但不能判定条件收敛还是绝对收敛)收敛但不能判定条件收敛还是绝对收敛 (D D)不能判定收敛还是发散)不能判定收敛还是发散C1414、所有、所有 1,0 nnnuuu且且 0lim nnu则则 1)1(nnnu()无穷级数无穷级数32(二)计算及证明题(二)计算及证明题111nnnln)(1 1、判别下列级数的收敛性、判别下列级数的收敛性:12142nnnn)(13nnnnn!)(2224npnnn)(解答解答解答解答解答解答解答解答无穷级数无穷级数332 2 设级数设级数 12nna收敛,证明:收敛,证明:1nnna收敛收敛.解答解答 1)c
17、os1()5(nn 解答解答 211ln1)6(nnnn解答解答无穷级数无穷级数343 3、讨论、讨论 ba,为何值时,为何值时,级数级数 11nnnba收敛、发散(其中收敛、发散(其中 ).0 ba解答解答4 4 试确定级数试确定级数 1nnu,它收敛于它收敛于 32,且满足,且满足,311nnkknuur ),3,2,1(n并问它是绝对收敛还是条件收敛并问它是绝对收敛还是条件收敛.解答解答无穷级数无穷级数355.5.设设 是单调增加的正数列是单调增加的正数列,且有界且有界,证明证明na.)1(11收收敛敛 nnnaa解答解答6 6.若级数若级数 11nnnnba 与与均收敛均收敛 ,且且n
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