【考研数学高数部分】无穷级数

比值法 lim ⁡ n − > ∞ u n + 1 u n = p = { < 1 , 收敛 > 1 , 发散 = 1 , 失效 根值法 lim ⁡ n − > ∞ u n n = p { < 1 , 收敛 > 1 , 发散 = 1 , 失效 等比级数 ∑ m = 1 ∞ a q n − 1 = { a 1 − q , ∣ q ∣ < 1 发散 , ∣ q ∣ ≥ 1 p-级数 ∑ m = 1 ∞ 1 n p = { 收敛 , ∣ q ∣ > 1 发散 , ∣ q ∣ ≤ 1 广义p-级数 ∑ m = 1 ∞ 1 n ( l n n ) p = { 收敛 , q > 1 发散 , q ≤ 1 交错p-级数 ∑ m = 1 ∞ ( − 1 ) n − 1 n p = { 条件收敛 , q > 1 绝对收敛 , 0 < q ≤ 1 \text{比值法}\lim_{n->\infty}\frac{u_{n+1}}{u_n} = p = \begin{cases} \lt1, &\text{收敛}\\[2ex] \gt1, &\text{发散}\\[2ex] =1, &\text{失效} \end{cases} \\[2ex] \text{根值法}\lim_{n->\infty}\sqrt[n]{u_n} = p \begin{cases} \lt1, &\text{收敛} \\[2ex] \gt1, &\text{发散} \\[2ex] =1, &\text{失效} \end{cases} \\[2ex] \text{等比级数}\sum_{m=1}^\infty aq^{n-1} = \begin{cases} \frac{a}{1-q}, & |q|<1 \\[2ex] \text{发散}, & |q|\geq 1 \end{cases}\\ \text{p-级数}\sum_{m=1}^\infty\frac{1}{n^p} = \begin{cases} \text{收敛}, & |q|>1 \\[2ex] \text{发散}, & |q|\leq 1 \end{cases} \\[2ex] \text{广义p-级数}\sum_{m=1}^\infty\frac{1}{n(lnn)^p} = \begin{cases} \text{收敛}, & q>1 \\[2ex] \text{发散}, & q\leq 1 \end{cases} \\[2ex] \text{交错p-级数}\sum_{m=1}^\infty\frac{(-1)^{n-1}}{n^p} = \begin{cases} \text{条件收敛}, & q>1 \\[2ex] \text{绝对收敛}, & 0<q\leq 1 \end{cases} 比值法n>limunun+1=p= <1,>1,=1,收敛发散失效根值法n>limnun =p <1,>1,=1,收敛发散失效等比级数m=1aqn1= 1qa,发散,q<1q1p-级数m=1np1= 收敛,发散,q>1q1广义p-级数m=1n(lnn)p1= 收敛,发散,q>1q1交错p-级数m=1np(1)n1= 条件收敛,绝对收敛,q>10<q1

二、莱布尼茨判别法

交错级数 ∑ m = 1 ∞ ( − 1 ) n − 1 u n , u n > 0 (严格大于0) 1、 lim ⁡ n − > ∞ u n = 0 2、 u n ≥ u n + 1 , 则级数收敛 \text{交错级数}\sum_{m=1}^\infty(-1)^{n-1}{u_n} ,u_n>0 \text{(严格大于0)}\\[2ex] \text{1、}\lim_{n->\infty}u_n=0\\[2ex] \text{2、}u_n\geq u_n+1,\text{则级数收敛} 交错级数m=1(1)n1un,un>0(严格大于0)1n>limun=02unun+1,则级数收敛

三、

若 ∑ n = 1 ∞ ∣ u n ∣ 收敛,称 ∑ n = 1 ∞ u n 绝对收敛 若 ∑ n = 1 ∞ ∣ u n ∣ 收敛,称 ∑ n = 1 ∞ u n 绝对收敛 若 ∑ n = 1 ∞ a n x n 在 x = x 0 处条件收敛,则 x = x 0 是该幂级数收敛区间的一个端点 \text{若}\sum_{n=1}^{\infty}|u_n|\text{收敛,称}\sum_{n=1}^{\infty}u_n\text{绝对收敛}\\ \text{若}\sum_{n=1}^{\infty}|u_n|\text{收敛,称}\sum_{n=1}^{\infty}u_n\text{绝对收敛}\\ \text{若}\sum_{n=1}^{\infty}a_nx^n\text{在}x=x_0\text{处条件收敛,则}x=x_0\text{是该幂级数收敛区间的一个端点} n=1un收敛,称n=1un绝对收敛n=1un收敛,称n=1un绝对收敛n=1anxnx=x0处条件收敛,则x=x0是该幂级数收敛区间的一个端点

一些例子

∑ n = 1 ∞ ∣ u n ∣ 不定(反例: ∑ n = 1 ∞ ( − 1 ) n − 1 n 收敛, ∑ n = 1 ∞ 1 n 发散) { u n ≥ 0 时, ∑ n = 1 ∞ u n 2 收敛 ( lim ⁡ n − > ∞ u n = 0 , u n < 1 , u n 2 < u ) u n 任意时, ∑ n = 1 ∞ u n 2 不定(反例: ∑ n = 1 ∞ ( − 1 ) n n 收敛, ∑ n = 1 ∞ 1 n 发散) { u n ≥ 0 时, ∑ n = 1 ∞ u n u n + 1 收敛 ( u n u n + 1 ≤ u n 2 + u n + 1 2 2 ) u n 任意时, ∑ n = 1 ∞ u n 2 不定(反例: ∑ n = 1 ∞ ( − 1 ) n n 收敛, ∑ n = 1 ∞ 1 n 发散) \sum_{n=1}^{\infty}|u_n|\text{不定(反例:}\sum_{n=1}^{\infty} \frac{(-1)^{n-1}}{n}\text{收敛,}\sum_{n=1}^{\infty} \frac{1}{n}\text{发散)} \\[2ex] \begin{cases} u_n\geq0\text{时,} \sum_{n=1}^{\infty}{u_n}^2\text{收敛}(\lim_{n->\infty}u_n=0,u_n<1,{u_n}^2<u) \\[2ex] u_n\text{任意时,} \sum_{n=1}^{\infty}{u_n}^2\text{不定(反例:}\sum_{n=1}^{\infty} \frac{(-1)^{n}}{\sqrt{n}}\text{收敛,}\sum_{n=1}^{\infty} \frac{1}{n}\text{发散)} \end{cases} \\[2ex] \begin{cases} u_n\geq0\text{时,} \sum_{n=1}^{\infty}u_nu_{n+1}\text{收敛}(u_nu_{n+1}\leq \frac{u_n^2+u_{n+1}^2}{2}) \\[2ex] u_n\text{任意时,} \sum_{n=1}^{\infty}{u_n}^2\text{不定(反例:}\sum_{n=1}^{\infty} \frac{(-1)^{n}}{\sqrt{n}}\text{收敛,}\sum_{n=1}^{\infty} \frac{1}{n}\text{发散)} \end{cases} n=1un不定(反例:n=1n(1)n1收敛,n=1n1发散) un0时,n=1un2收敛(limn>un=0,un<1,un2<u)un任意时,n=1un2不定(反例:n=1n (1)n收敛,n=1n1发散) un0时,n=1unun+1收敛(unun+12un2+un+12)un任意时,n=1un2不定(反例:n=1n (1)n收敛,n=1n1发散)

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