kaoyan1basic 高等数学 第617题

教材习题

📝 题目

### 第617题 在关于级数的如下四个结论中正确的结论是 (A)若 $\sum_{n=1}^{\infty} u_{n}^{2}$ 和 $\sum_{n=1}^{\infty} v_{n}^{2}$ 都收敛,则 $\sum_{n=1}^{\infty}\left(u_{n}+v_{n}\right)^{2}$ 收敛。 (B)若 $\sum_{n=1}^{\infty}\left|u_{n} v_{n}\right|$ 收敛,则 $\sum_{n=1}^{\infty} u_{n}^{2}$ 与 $\sum_{n=1}^{\infty} v_{n}^{2}$ 都收敛。 (C)若正项级数 $\sum_{n=1}^{\infty} u_{n}$ 发散,则 $\displaystyle u_{n} \geqslant \frac{1}{n}$ . (D)若级数 $\sum_{n=1}^{\infty} u_{n}$ 收敛,且 $u_{n} \geqslant v_{n}(n=1,2, \cdots)$ ,则级数 $\sum_{n=1}^{\infty} v_{n}$ 也收敛。

💡 答案解析

**答案**:C **解析**:$\sum u_n$条件收敛,则$\sum u_n$收敛而$\sum|u_n|$发散。考虑$u_n+|u_n|$:当$u_n\geq0$时,$u_n+|u_n|=2u_n$;当$u_n<0$时,$u_n+|u_n|=0$。故$\sum(u_n+|u_n|)=2\sum_{u_n\geq0}u_n$,由$\sum u_n$条件收敛知正部发散,故$\sum(u_n+|u_n|)$发散。类似地,$u_n-|u_n|$:当$u_n\leq0$时,$u_n-|u_n|=2u_n$;当$u_n>0$时,$u_n-|u_n|=0$,故$\sum(u_n-|u_n|)=2\sum_{u_n<0}u_n$,负部收敛,故$\sum(u_n-|u_n|)$收敛。 **难度**:★★★☆☆

📋 详细解题步骤

步骤 1/4
目标:分析选项(A)
由柯西不等式,(u_n+v_n)^2 ≤ 2(u_n^2+v_n^2)。若∑u_n^2和∑v_n^2收敛,则∑2(u_n^2+v_n^2)收敛,由比较判别法知∑(u_n+v_n)^2收敛。故(A)正确。
公式:(u_n+v_n)^2 ≤ 2(u_n^2+v_n^2)
提示:注意柯西不等式的应用。
步骤 2/4
目标:分析选项(B)
反例:取u_n=v_n=(-1)^n/√n,则∑|u_n v_n|=∑1/n发散,但∑u_n^2=∑1/n发散,故(B)错误。
提示:构造发散级数作为反例。
步骤 3/4
目标:分析选项(C)
反例:取u_n=1/(n ln n),则∑u_n发散(积分判别法),但u_n < 1/n,故(C)错误。
提示:注意正项级数发散不一定通项大于1/n。
步骤 4/4
目标:分析选项(D)
反例:取u_n=(-1)^n/√n,v_n=(-1)^n/√n - 1/n,则∑u_n条件收敛,u_n≥v_n,但∑v_n发散(因为∑1/n发散)。故(D)错误。
提示:注意比较判别法要求非负项。

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