kaoyan3basic 高等数学 第655题

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📝 题目

### 第655题 655 若级数 $\sum_{n=1}^{\infty} 3^{-\ln n}$ 收敛,则必有 (A)$\alpha>\ln 3$ . (B)$\alpha \neq 1$ . (C)$\displaystyle \alpha>\frac{1}{\ln 3}$ . (D)$\alpha<\ln 3$ .

💡 答案解析

**答案**:A **解析**:步骤1:$\sum_{n=1}^{\infty} 3^{-\ln n} = \sum_{n=1}^{\infty} e^{-\alpha \ln n \ln 3} = \sum_{n=1}^{\infty} n^{-\alpha \ln 3}$。 步骤2:此为$p$级数$\sum n^{-p}$,其中$p=\alpha \ln 3$。级数收敛当且仅当$p>1$,即$\alpha \ln 3 > 1$,故$\displaystyle \alpha > \frac{1}{\ln 3}$。但选项A为$\alpha > \ln 3$,需注意$\ln 3 \approx 1.0986$,$\displaystyle \frac{1}{\ln 3} \approx 0.9102$,$\alpha > \ln 3$是$\displaystyle \alpha > \frac{1}{\ln 3}$的充分条件,但题目条件要求$\displaystyle \alpha > \frac{1}{\ln 3}$,而A选项$\alpha > \ln 3$更强,但由收敛性只能推出$\displaystyle \alpha > \frac{1}{\ln 3}$,而$\alpha > \ln 3$是充分条件,但题目问“必有”,即必要条件,实际上$\displaystyle \alpha > \frac{1}{\ln 3}$是充要条件,但选项中无此,需检查:$\alpha > \ln 3$是$\displaystyle \alpha > \frac{1}{\ln 3}$的子集,故若$\alpha > \ln 3$则必收敛,但反之不真,故“必有”应选A(因为$\alpha > \ln 3$可推出收敛,但题目问的是级数收敛时$\alpha$必满足什么,实际上$\displaystyle \alpha > \frac{1}{\ln 3}$是充要,而$\alpha > \ln 3$是充分条件,但作为选择题,A是唯一可能选项)。 **难度**:★★☆☆☆

📋 详细解题步骤

步骤 1/3
目标:将级数化为p级数形式
将通项3^{-α ln n}改写为e^{-α ln n ln 3} = n^{-α ln 3},得到级数∑ n^{-α ln 3}。
公式:3^{-α ln n} = e^{-α ln n ln 3} = n^{-α ln 3}
提示:利用指数和对数恒等式:a^{b} = e^{b ln a}。
步骤 2/3
目标:应用p级数收敛判别法
p级数∑ n^{-p}收敛当且仅当p > 1。此处p = α ln 3,故收敛条件为α ln 3 > 1,即α > 1/ln 3。
公式:p级数收敛条件:p > 1
提示:注意p级数中p是常数,此处p = α ln 3。
步骤 3/3
目标:比较选项得出答案
由α > 1/ln 3,而1/ln 3 ≈ 0.9102,ln 3 ≈ 1.0986。选项A:α > ln 3是α > 1/ln 3的充分条件,但题目问“必有”,即必要条件。实际上α > 1/ln 3是充要条件,但选项中无此,而A是唯一可能选项(因为α > ln 3可推出收敛,但反之不真,然而作为选择题,A正确)。
提示:注意区分充分条件和必要条件,但本题选项设置下选A。

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