kaoyan1basic 高等数学 第618题

教材习题

📝 题目

## 第618题 (高等数学 - 选择题) 现有关于级数的如下四个结论: (1)若 $a_{n}>0$ 且 $\displaystyle \frac{a_{n+1}}{a_{n}}<1(n=1,2,3, \cdots)$ ,则 $\sum_{n=1}^{\infty} a_{n}$ 收敛。 (2)若 $a_{n}>0$ 且 $\displaystyle \lim _{n \rightarrow \infty} \frac{a_{n+1}}{a_{n}}>1$ ,则 $\sum_{n=1}^{\infty} a_{n}$ 发散. (3)若 $\sum_{n=1}^{\infty}\left(a_{2 n-1}+a_{2 n}\right)$ 收敛,则 $\sum_{n=1}^{\infty} a_{n}$ 收敛。 (4)设 $a_{n}>0(n=1,2,3, \cdots)$ 且极限 $\lim _{n \rightarrow \infty} n a_{n}$ 存在,又 $\sum_{n=1}^{\infty} a_{n}$ 收敛,则 $\lim _{n \rightarrow \infty} n a_{n}=0$ . 其中正确的是 (A)(1),(2). (B)(1),(3). (C)(3),(4). (D)(2),(4).

💡 答案解析

**答案**:D **解析**: 步骤1:判断(1)错误。反例:$\displaystyle a_n = \frac{1}{n}$,满足$a_{n+1}/a_n < 1$,但$\displaystyle \sum \frac{1}{n}$发散。 步骤2:判断(2)正确。由$\displaystyle \lim_{n\to\infty} \frac{a_{n+1}}{a_n} > 1$,存在$N$使$n>N$时$a_{n+1} > a_n$,通项不趋于0,故级数发散。 步骤3:判断(3)错误。反例:$a_n = (-1)^{n-1}$,则$a_{2n-1}+a_{2n}=0$,级数收敛,但$\sum a_n$发散。 步骤4:判断(4)正确。由$\sum a_n$收敛得$a_n \to 0$,又$\lim n a_n$存在,设为$l$,若$l>0$则$\sum a_n$发散,矛盾,故$l=0$。 **难度**:★★☆☆☆

📋 详细解题步骤

步骤 1/4
目标:判断(1)错误
反例:取 a_n = 1/n,满足 a_{n+1}/a_n < 1,但 ∑ 1/n 发散。
提示:比值判别法要求极限小于1,仅小于1不能保证收敛。
步骤 2/4
目标:判断(2)正确
由 lim a_{n+1}/a_n > 1,存在 N 使 n>N 时 a_{n+1} > a_n,通项不趋于0,故级数发散。
提示:比值极限大于1时通项必不趋于0。
步骤 3/4
目标:判断(3)错误
反例:取 a_n = (-1)^{n-1},则 a_{2n-1}+a_{2n}=0,级数收敛,但 ∑ a_n 发散。
提示:合并项后收敛不能推出原级数收敛。
步骤 4/4
目标:判断(4)正确
由 ∑ a_n 收敛得 a_n → 0,又 lim n a_n 存在,设为 l。若 l>0,则 ∑ a_n 发散,矛盾,故 l=0。
提示:利用比较判别法:若 lim n a_n = l > 0,则 ∑ a_n 与 ∑ 1/n 同敛散。

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