如何证明该系列是收敛的?

如何证明该系列是收敛的?
Anonim

回答:

通过直接比较测试进行聚合。

说明:

到目前为止,我们可以使用直接比较测试

#sum_(N = 1)^ oocos(1 / K)/(9K ^ 2)#,IE,该系列从一开始。

要使用直接比较测试,我们必须证明这一点 #a_k = COS(1 / K)/(9K ^ 2)# 是积极的 #1, )#.

首先,注意间隔 #1,oo),cos(1 / k)# 是积极的。对于的值 #X #cosx# 是在第一象限(因此是积极的)。好吧,对 #k> = 1,1 / k 所以, #cos(1 / k)的# 确实是积极的。

而且,我们可以说 #cos(1 / K)<= 1#,作为 #lim_(K-> OO)COS(1 / K)= COS(0)= 1#.

然后,我们可以定义一个新序列

#b_k = 1 /(9K ^ 2)> = a_k# 对全部 #k中。#

好,

#sum_(K = 1)^ OO1 /(9K ^ 2)= 1 / 9sum_(K = 1)^ OO1 / K ^ 2#

我们知道这会收敛 #P-#系列测试,它是在形式 #SUM1 / K ^ P# 哪里 #P = 2> 1#.

然后,由于较大的系列会聚,所以较小的系列也必须会聚。

回答:

它通过直接比较测试收敛(详见下文)。

说明:

认识到余弦的范围是-1,1。看看图表 #cos(1 / x)的#:

图{cos(1 / x)-10,10,-5,5}

如你所见, 最大值 由于我们只想在这里证明收敛,让我们将分子设置为1,留下:

#SUM1 /(9K ^ 2)#

现在,这成为一个非常简单的直接比较测试问题。回想一下直接比较测试的作用:

考虑任意系列 #一个# (我们不知道它是否收敛/发散),以及我们知道收敛/发散的系列, #B_N#:

如果 #b_n> a_n##B_N# 然后收敛 #一个# 也趋同。

如果 #b_n <a_n##B_N# 然后分歧 #一个# 也有分歧。

我们可以比较这个功能 #b_n = 1 / k ^ 2#。我们可以这样做,因为我们知道它收敛(因为p检验)。

所以,从那以后 #1 / k ^ 2> 1 /(9k ^ 2)#,和 #1 / k ^ 2# 收敛,我们可以说 系列汇聚

但是,等等,我们只证明了这个系列在分子= 1时会收敛。所有其他值怎么样 #cos(1 / k)的# 可以拿?好吧,记住1是 最大值 分子可以承担的价值。因此,既然我们已经证明了这种收敛,我们间接地证明了这个系列已经收敛了分子中的任何值。

希望有帮助:)