kaoyan3basic 高等数学 第659题

教材习题

📝 题目

### 第659题 659 下列命题成立的是 (A)若 $\displaystyle \lim _{n \rightarrow \infty} \frac{a_{n}}{b_{n}}=0$ ,则 $\sum_{n=1}^{\infty} b_{n}$ 收敛时 $\sum_{n=1}^{\infty} a_{n}$ 收敛。 (B)若 $\displaystyle \lim _{n \rightarrow \infty} \frac{a_{n}}{b_{n}}=\infty$ ,则 $\sum_{n=1}^{\infty} a_{n}$ 发散时 $\sum_{n=1}^{\infty} b_{n}$ 发散. (C)若 $\lim _{n \rightarrow \infty} a_{n} b_{n}=1$ ,则 $\sum_{n=1}^{\infty} a_{n}$ 和 $\sum_{n=1}^{\infty} b_{n}$ 中至少有一个发散. (D)若 $\lim _{n \rightarrow \infty} a_{n} b_{n}=0$ ,则 $\sum_{n=1}^{\infty} a_{n}$ 和 $\sum_{n=1}^{\infty} b_{n}$ 中至少有一个收敛。

💡 答案解析

**答案**:C **解析**:步骤1:选项A反例:$\displaystyle a_n=\frac{1}{n^2}, b_n=\frac{1}{n}$,则$\displaystyle \lim\frac{a_n}{b_n}=0$,但$\sum b_n$发散。 步骤2:选项B反例:$\displaystyle a_n=\frac{1}{n}, b_n=\frac{1}{n^2}$,则$\displaystyle \lim\frac{a_n}{b_n}=\infty$,但$\sum a_n$发散,$\sum b_n$收敛。 步骤3:选项C正确:若$\lim a_n b_n=1$,则$\lim a_n \neq 0$且$\lim b_n \neq 0$,故$\sum a_n$和$\sum b_n$均发散(通项不趋于0)。 步骤4:选项D反例:$\displaystyle a_n=\frac{1}{n}, b_n=0$,则$\lim a_n b_n=0$,但$\sum a_n$发散,$\sum b_n$收敛。 **难度**:★★☆☆☆

📋 详细解题步骤

步骤 1/4
目标:分析选项A
选项A:若lim(a_n/b_n)=0,则∑b_n收敛时∑a_n收敛。反例:取a_n=1/n^2,b_n=1/n,则lim(a_n/b_n)=0,但∑b_n发散,因此结论不成立。
提示:注意比较判别法的极限形式要求b_n为正项级数且极限为常数,此处极限为0不能直接推出收敛性。
步骤 2/4
目标:分析选项B
选项B:若lim(a_n/b_n)=∞,则∑a_n发散时∑b_n发散。反例:取a_n=1/n,b_n=1/n^2,则lim(a_n/b_n)=∞,但∑a_n发散,∑b_n收敛,因此结论不成立。
提示:极限为无穷大时,只能由b_n发散推出a_n发散,反之不成立。
步骤 3/4
目标:分析选项C
选项C:若lim(a_n b_n)=1,则∑a_n和∑b_n中至少有一个发散。由于lim(a_n b_n)=1,则a_n和b_n的极限均不为0,因此两个级数的通项都不趋于0,故两个级数都发散,结论成立。
提示:级数收敛的必要条件是通项趋于0,若通项不趋于0则级数发散。
步骤 4/4
目标:分析选项D
选项D:若lim(a_n b_n)=0,则∑a_n和∑b_n中至少有一个收敛。反例:取a_n=1/n,b_n=0,则lim(a_n b_n)=0,但∑a_n发散,∑b_n收敛,因此结论不成立。
提示:注意乘积极限为0不能保证任何级数收敛,例如a_n=n,b_n=0,则∑a_n发散,∑b_n收敛。

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