kaoyan1basic 高等数学 第628题

教材习题

📝 题目

### 第628题 下列四个级数中,发散的级数是 (A)$\displaystyle \sum_{n=2}^{\infty} \frac{1}{(\ln n)^{\ln \ln n}}$ . (B)$\displaystyle \sum_{n=1}^{\infty} \frac{\sqrt[n]{n}}{2^{n}}$ . (C)$\displaystyle \sum_{n=3}^{\infty} \frac{1}{n \ln ^{\alpha} n(\ln \ln n)^{\beta}}$(其中 $\alpha>1, \beta>0$ ). (D)$\displaystyle \sum_{n=2}^{\infty} \sin \left[\left(n+\frac{1}{\ln n}\right) \pi\right]$ .

💡 答案解析

**答案**:D **解析**: 步骤1:对于A,$\displaystyle \sum_{n=2}^{\infty} \frac{1}{(\ln n)^{\ln\ln n}}$,令$t=\ln n$,则通项$\displaystyle \sim \frac{1}{t^{\ln t}}$,由积分判别法知收敛。 步骤2:对于B,$\displaystyle \sum_{n=1}^{\infty} \frac{\sqrt[n]{n}}{2^n}$,$\sqrt[n]{n} \to 1$,通项$\displaystyle \sim \frac{1}{2^n}$,收敛。 步骤3:对于C,$\displaystyle \sum_{n=3}^{\infty} \frac{1}{n\ln^\alpha n (\ln\ln n)^\beta}$,$\alpha>1$时由积分判别法知收敛。 步骤4:对于D,$\displaystyle \sum_{n=2}^{\infty} \sin\left[\left(n+\frac{1}{\ln n}\right)\pi\right] = \sum \sin(n\pi + \frac{\pi}{\ln n}) = \sum (-1)^n \sin\frac{\pi}{\ln n}$,通项$\displaystyle \sim \frac{\pi}{\ln n}$,不趋于0,故发散。 **难度**:★★★☆☆

📋 详细解题步骤

步骤 1/4
目标:判断选项A的收敛性
令 t = ln n,则通项 ~ 1/(t^{ln t}),由积分判别法知收敛。
公式:∫_2^∞ 1/(x^{ln x}) dx 收敛
提示:利用变量代换和积分判别法
步骤 2/4
目标:判断选项B的收敛性
由于 √[n]{n} → 1,通项 ~ 1/2^n,故级数收敛。
公式:lim_{n→∞} √[n]{n} = 1
提示:比较判别法
步骤 3/4
目标:判断选项C的收敛性
α>1时,由积分判别法,∫_3^∞ 1/(x ln^α x (ln ln x)^β) dx 收敛,故级数收敛。
公式:∫_3^∞ dx/(x ln^α x (ln ln x)^β) 收敛当 α>1
提示:积分判别法
步骤 4/4
目标:判断选项D的收敛性
sin[(n+1/ln n)π] = (-1)^n sin(π/ln n) ~ (-1)^n π/ln n,通项不趋于0,故发散。
公式:lim_{n→∞} sin(π/ln n) = 0 但级数通项不趋于0
提示:注意通项不趋于0是发散的充分条件

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