kaoyan1basic 高等数学 第576题

教材习题

📝 题目

### 第576题 在级数 (1)$\displaystyle \left(1-\frac{1}{2}\right)+\left(\frac{1}{2}-\frac{1}{3}\right)+\left(\frac{1}{3}-\frac{1}{4}\right)+\cdots+\left(\frac{1}{n}-\frac{1}{n+1}\right)+\cdots$ , (2) $\displaystyle 1-\frac{1}{2}+\frac{1}{2}-\frac{1}{3}+\frac{1}{3}-\frac{1}{4}+\cdots+\frac{1}{n}-\frac{1}{n+1}+\cdots$ , (3) $\displaystyle 2-\frac{3}{2}+\frac{3}{2}-\frac{4}{3}+\frac{4}{3}-\frac{5}{4}+\cdots+\frac{n+1}{n}-\frac{n+2}{n+1}+\cdots$ , (4)$\displaystyle \left(2-\frac{3}{2}\right)+\left(\frac{3}{2}-\frac{4}{3}\right)+\left(\frac{4}{3}-\frac{5}{4}\right)+\cdots+\left(\frac{n+1}{n}-\frac{n+2}{n+1}\right)+\cdots$ 中,发散级数的序号是 $\_\_\_\_$ .

💡 答案解析

**答案**:2 **解析**:级数(1)部分和$\displaystyle S_n=1-\frac{1}{n+1}\to1$,收敛。级数(2)通项不趋于0(第$2n-1$项为$\displaystyle \frac{1}{n}$,第$2n$项为$\displaystyle -\frac{1}{n+1}$,但加括号后收敛,原级数发散,因为不满足加括号后收敛则原级数收敛的条件,实际上其部分和振荡不收敛)。级数(3)通项不趋于0(第$2n-1$项为$\displaystyle \frac{n+1}{n}\to1$),发散。级数(4)部分和$\displaystyle S_n=2-\frac{n+2}{n+1}\to1$,收敛。故发散级数为(2)和(3),序号为2和3。 **难度**:★★☆☆☆

📋 详细解题步骤

步骤 1/5
目标:分析级数(1)的收敛性
级数(1)为交错级数,但实际是正项级数,因为括号内为正。部分和S_n = (1-1/2)+(1/2-1/3)+...+(1/n-1/(n+1)) = 1 - 1/(n+1) → 1,所以收敛。
公式:S_n = 1 - 1/(n+1)
提示:注意括号的作用,直接求和得到部分和。
步骤 2/5
目标:分析级数(2)的收敛性
级数(2)是交错级数,但通项不趋于0:第2n-1项为1/n,第2n项为-1/(n+1)。部分和S_{2n} = 1 - 1/(n+1) → 1,S_{2n-1} = 1 - 1/n + 1/n = 1,但S_{2n} ≠ S_{2n-1},实际上部分和振荡,不收敛。加括号后收敛,但原级数发散。
公式:通项不趋于0
提示:注意加括号后收敛不能推出原级数收敛,需检查通项是否趋于0。
步骤 3/5
目标:分析级数(3)的收敛性
级数(3)通项不趋于0:第2n-1项为(n+1)/n → 1,第2n项为-(n+2)/(n+1) → -1,所以通项不趋于0,级数发散。
公式:通项极限不为0
提示:通项不趋于0是级数发散的充分条件。
步骤 4/5
目标:分析级数(4)的收敛性
级数(4)为正项级数,部分和S_n = (2-3/2)+(3/2-4/3)+...+( (n+1)/n - (n+2)/(n+1) ) = 2 - (n+2)/(n+1) → 1,所以收敛。
公式:S_n = 2 - (n+2)/(n+1)
提示:与级数(1)类似,直接求和。
步骤 5/5
目标:确定发散级数的序号
根据以上分析,级数(2)和(3)发散,级数(1)和(4)收敛。因此发散级数的序号为2和3。
提示:注意题目要求填写序号。

📷 拍照上传批改

拍照上传批改功能已预留入口,后续接入图片上传、OCR识别与AI批改。