版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請進(jìn)行舉報或認(rèn)領(lǐng)
文檔簡介
1、8.18.1數(shù)項級數(shù)的概念和性質(zhì)數(shù)項級數(shù)的概念和性質(zhì) 一、數(shù)項級數(shù)的概念一、數(shù)項級數(shù)的概念 引例引例1. 用圓內(nèi)接正多邊形面積逼近圓面積用圓內(nèi)接正多邊形面積逼近圓面積.依次作圓內(nèi)接正依次作圓內(nèi)接正),2, 1,0(23nn邊形邊形, , 這個和逼近于圓的面積這個和逼近于圓的面積 A .0a1a2ana設(shè)設(shè) a0 表表示示,時n內(nèi)接正三角形面積內(nèi)接正三角形面積, ak 表示邊數(shù)表示邊數(shù)添加時添加的面積添加時添加的面積, 那么圓內(nèi)接正那么圓內(nèi)接正邊形面積為n23即即naaaaA210引例引例2.小球從小球從 1 米高處自在落下米高處自在落下, 每次跳起的高度減每次跳起的高度減少一半少一半, 問小球
2、能否會在某時辰停頓運動問小球能否會在某時辰停頓運動? 闡明道理闡明道理.由自在落體運動方程由自在落體運動方程2g21ts 知知g2st 那么小球運動的時間那么小球運動的時間為為1tT 22t32tg21 2122)2(1 212g1263. 2( s )設(shè)設(shè) tk 表示第表示第 k 次小球落地的時間次小球落地的時間, 定義:定義:給定一個數(shù)列給定一個數(shù)列,321nuuuu將各項依將各項依,1nnu即即1nnunuuuu321稱上式為無窮級數(shù),稱上式為無窮級數(shù), 其中第其中第 n 項項nu叫做級數(shù)的普通項叫做級數(shù)的普通項,級數(shù)的前級數(shù)的前 n 項和項和nkknuS1稱為級數(shù)的部分和稱為級數(shù)的部分
3、和.nuuuu321次相加次相加, 簡記為簡記為,lim存在若SSnn收斂收斂 ,那么稱無窮級那么稱無窮級數(shù)數(shù)并稱并稱 S 為級數(shù)的和為級數(shù)的和, 記作記作1nnuS當(dāng)級數(shù)收斂時當(dāng)級數(shù)收斂時, 稱差值稱差值21nnnnuuSSr為級數(shù)的余項為級數(shù)的余項.,lim不存在若nnS那么稱無窮級數(shù)發(fā)那么稱無窮級數(shù)發(fā)散散 .顯然顯然0limnnr例例1. 討論等比級數(shù)討論等比級數(shù) (又稱幾何級數(shù)又稱幾何級數(shù))0(20aqaqaqaaqannn( q 稱為公比稱為公比 ) 的斂散性的斂散性. 解解: 1) 假假設(shè)設(shè),1q12nnqaqaqaaSqqaan1時,當(dāng)1q, 0limnnq由于從而從而qannS
4、1lim因此級數(shù)收斂因此級數(shù)收斂 ,;1 qa,1時當(dāng)q,limnnq由于從而從而,limnnS那么部分那么部分和和因此級數(shù)發(fā)散因此級數(shù)發(fā)散 .其和為其和為2). 假假設(shè)設(shè),1q,1時當(dāng)qanSn因此級數(shù)發(fā)散因此級數(shù)發(fā)散 ;,1時當(dāng)qaaaaan 1) 1(因此因此nSn 為奇數(shù)為奇數(shù)n 為偶數(shù)為偶數(shù)從而從而nnSlim綜合綜合 1)、2)可知可知,1q時時, 等比級數(shù)收斂等比級數(shù)收斂 ;1q時時, 等比級數(shù)發(fā)散等比級數(shù)發(fā)散 .那那么么,級數(shù)成為級數(shù)成為,a,0不存在不存在 , 因此級數(shù)發(fā)散因此級數(shù)發(fā)散.例例2. 判別以下級數(shù)的斂散性判別以下級數(shù)的斂散性: .) 1(1)2( ;1ln) 1
5、(11nnnnnn解解: (1) 12lnnSnnln) 1ln()2ln3(ln) 1ln2(ln) 1ln( n)n(所以級數(shù)所以級數(shù) (1) 發(fā)散發(fā)散 ;技巧技巧:利用利用 “拆項相消拆項相消 求求和和23ln34lnnn1ln(2) ) 1(1431321211nnSn211111n)n(1所以級數(shù)所以級數(shù) (2) 收斂收斂, 其和為其和為 1 .31214131111nn技巧技巧:利用利用 “拆項相消拆項相消 求和求和 例例3.判別級數(shù)判別級數(shù)2211lnnn的斂散性的斂散性 .解解:211lnn221lnnn nnnln2) 1ln() 1ln(2211lnkSnkn2ln21ln
6、3ln3ln22ln4lnln2) 1ln() 1ln(nnn5ln4ln23ln2lnnnln) 1ln(2ln)1ln(1n, 2lnlimnnS故原級數(shù)收斂故原級數(shù)收斂 , 其和為其和為.2ln二、級數(shù)的性質(zhì)二、級數(shù)的性質(zhì) 性質(zhì)性質(zhì)1 設(shè)收斂級數(shù)設(shè)收斂級數(shù),1nnuS那么必有那么必有.0limnnu證證: 1nnnSSu1limlimlimnnnnnnSSu0SS可見可見: 假設(shè)級數(shù)的普通項不趨于假設(shè)級數(shù)的普通項不趨于0 , 那么級數(shù)必發(fā)那么級數(shù)必發(fā)散散 .例如例如,1) 1(544332211nnn其普通項為其普通項為1) 1(1nnunn不趨于不趨于0,因此這個級數(shù)發(fā)散因此這個級數(shù)發(fā)
7、散.nun,時當(dāng)性質(zhì)性質(zhì)2. 假設(shè)級假設(shè)級數(shù)數(shù)1nnu收斂于收斂于 S ,1nnuS那么各那么各項項乘以常數(shù)乘以常數(shù) c 所得級數(shù)所得級數(shù)1nnuc也收斂也收斂 ,證證: 令令,1nkknuS那么那么nkknuc1,nScnnlimSc這闡明這闡明1nnuc收斂收斂 , 其和為其和為 c S . nnSclim闡明闡明: 級數(shù)各項乘以非零常數(shù)后其斂散性不變級數(shù)各項乘以非零常數(shù)后其斂散性不變 .即即其和為其和為 c S .性質(zhì)性質(zhì)3. 設(shè)有兩個收斂級數(shù)設(shè)有兩個收斂級數(shù),1nnuS1nnv那么級那么級數(shù)數(shù))(1nnnvu 也收斂也收斂, 其和為其和為.S證證: 令令,1nkknuS,1nkknv那
8、那么么)(1knkknvu nnS)(nS這闡明級數(shù)這闡明級數(shù))(1nnnvu 也收斂也收斂, 其和為其和為.S闡明闡明:(2) 假設(shè)兩級數(shù)中一個收斂一個發(fā)散假設(shè)兩級數(shù)中一個收斂一個發(fā)散 , 那么那么)(1nnnvu 必發(fā)散必發(fā)散 . 但假設(shè)二級數(shù)都發(fā)散但假設(shè)二級數(shù)都發(fā)散 ,)(1nnnvu 不一定發(fā)散不一定發(fā)散.例如例如, ,) 1(2nnu取,) 1(12 nnv0nnvu而(1) 性質(zhì)性質(zhì)2 闡明收斂級數(shù)可逐項相加或減闡明收斂級數(shù)可逐項相加或減 .(用反證法可證用反證法可證)性質(zhì)性質(zhì)4. 在級數(shù)前面加上或去掉有限項在級數(shù)前面加上或去掉有限項, 不會影響級數(shù)不會影響級數(shù)的斂散性的斂散性.證
9、證: 將級數(shù)將級數(shù)1nnu的前的前 k 項去掉項去掉,1nnku的部分和為的部分和為nllknu1knkSSnknS與,時由于n數(shù)斂散性一樣數(shù)斂散性一樣. 當(dāng)級數(shù)收斂時當(dāng)級數(shù)收斂時, 其和的關(guān)系為其和的關(guān)系為.kSS 類似可證前面加上有限項的情況類似可證前面加上有限項的情況 .極限情況一樣極限情況一樣, 故新舊兩級故新舊兩級所得新級數(shù)所得新級數(shù)性質(zhì)性質(zhì)5. 收斂級數(shù)加括弧后所成的級數(shù)仍收斂于原級收斂級數(shù)加括弧后所成的級數(shù)仍收斂于原級數(shù)數(shù)的和的和.證證: 設(shè)收斂級數(shù)設(shè)收斂級數(shù),1nnuS假設(shè)按某一規(guī)律加括假設(shè)按某一規(guī)律加括弧弧,)()(54321uuuuu那么新級數(shù)的部分和序列那么新級數(shù)的部分和
10、序列 ), 2 , 1(mm為原級數(shù)部分和為原級數(shù)部分和序列序列 ),2,1(nSn的一個子序列的一個子序列,nnmmS limlimS推論推論: 假設(shè)加括弧后的級數(shù)發(fā)散假設(shè)加括弧后的級數(shù)發(fā)散, 那么原級數(shù)必那么原級數(shù)必發(fā)散發(fā)散.留意留意: 收斂級數(shù)去括弧后所成的級數(shù)不一定收斂收斂級數(shù)去括弧后所成的級數(shù)不一定收斂.,0) 11 () 11 (但但1111發(fā)散發(fā)散.因此必有因此必有例如,例如,用反證法可證用反證法可證例如例如討論調(diào)和級數(shù)斂散性討論調(diào)和級數(shù)斂散性nnn13121111雖然雖然,01limlimnunnn但此級數(shù)發(fā)散但此級數(shù)發(fā)散 . .現(xiàn)實上現(xiàn)實上 , , 假設(shè)調(diào)和級數(shù)收斂于假設(shè)調(diào)和
11、級數(shù)收斂于 S , S , 那么那么0)(lim2nnnSSnn2nnnn21312111但但nnSS2矛盾矛盾! ! 所以假設(shè)不真所以假設(shè)不真 . .21例例4.判別級數(shù)的斂散性判別級數(shù)的斂散性:141141131131121121解解: 思索加括號后的級數(shù)思索加括號后的級數(shù))()()(1411411311311211211111nnan12nnna2發(fā)散發(fā)散 ,從而原級數(shù)發(fā)散從而原級數(shù)發(fā)散 .nn121例例5. 判別以下級數(shù)的斂散性判別以下級數(shù)的斂散性, 假設(shè)收斂求其假設(shè)收斂求其和和:;231)1(123 nnnn.212)2(1 nnn因因nnn23123)2)(1()2(21nnnnn)2)(1(1) 1(121nnnn),2, 1(n)2)(1(1nnn(1) 123231)2(nnnnnknkkkS123231nkkkkk1)2)(1(1) 1(121進(jìn)展拆項相消進(jìn)展拆項相消,41limnnS這闡明原級數(shù)收斂這闡明原級數(shù)收斂 ,.41其和為其和為
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
- 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 人人文庫網(wǎng)僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
- 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 銅礦開采中的礦產(chǎn)資源合理利用考核試卷
- 機(jī)床制造業(yè)區(qū)域發(fā)展與產(chǎn)業(yè)布局考核試卷
- 銀冶煉廠人力資源規(guī)劃與績效管理體系考核試卷
- 膠合板生產(chǎn)安全與防護(hù)措施考核試卷
- 膠合板在環(huán)保產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用考核試卷
- 銅礦勘查技術(shù)方法與實踐考核試卷
- 2024年度甘肅省安全員之B證(項目負(fù)責(zé)人)考前沖刺模擬試卷A卷含答案
- 2024年多倍體樹木新品種項目發(fā)展計劃
- 2024年聚碳酸酯(PC)及合金項目合作計劃書
- 2024年畫具畫材項目建議書
- 老年肌肉衰減癥醫(yī)學(xué)課件
- 計算機(jī)組成原理指令系統(tǒng)課件
- 鄂科版六年級心理健康2.學(xué)習(xí)方法我最多(課件)
- 《魯人徙越》中考文言文閱讀試題3篇(含答案與翻譯)
- 工廠設(shè)備精細(xì)化管理手冊
- 探析兒科學(xué)臨床教學(xué)存在的現(xiàn)實問題及改進(jìn)措施
- DB11-T1727-2020火災(zāi)后鋼結(jié)構(gòu)損傷評估技術(shù)規(guī)程
- 愛惜學(xué)習(xí)用品 完整版課件
- 啤酒銷售表格明細(xì)模板
- 部編版六年級道德與法治上冊第5課《國家機(jī)構(gòu)有哪些》優(yōu)質(zhì)課件【帶視頻】
- 三年級加減乘除混合運算每頁100題(精品推薦)
評論
0/150
提交評論