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1998 年考研数学(一) 第 16 题

解答题 · 5 分

设正项数列 单调减少,且 发散,试问级数 是否收敛?并说明理由。
提示 1先分析 的极限:单调减少且有下界 ,故极限存在。若极限为 会怎样?联系莱布尼茨判别法与「交错级数发散」这个条件。
提示 2由交错级数发散反推出 (否则莱布尼茨条件满足、级数应收敛,与发散矛盾)。
提示 3目标级数是正项级数且通项含 次幂,天然适合用根值判别法。
答案与详解

思路(为什么这么做)

突破口是那句「交错级数发散」——对单调递减的正数列,若极限为 则莱布尼茨判别法保证收敛,与发散矛盾,故必有 。有了 ,目标级数通项的 次幂结构提示用根值法,开 次方后极限为 ,收敛立判。

解答

先定极限: 单调减少且有下界 ,故 存在,。若 ,则由莱布尼茨判别法(单调递减趋于 ),交错级数 将收敛,与题设发散矛盾,故 。

根值判别:级数 为正项级数,

由根值判别法,级数 收敛。

考点:正项级数的判别法、交错级数与绝对/条件收敛

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