Лекции.Орг


Поиск:




Категории:

Астрономия
Биология
География
Другие языки
Интернет
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Механика
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Транспорт
Физика
Философия
Финансы
Химия
Экология
Экономика
Электроника

 

 

 

 


Признаки сравнения для положительных числовых рядов




Сходимость или расходимость знакоположительного ряда часто устанавливается путем сравнения его с другим рядом, о котором известно, сходится он или нет. В основе такого сравнения лежат следующие теоремы.

Теорема 1: пусть даны два знакоположительных ряда и . Если для всех n выполняется неравенство un≤vn, то из сходимости ряда следует сходимость ряда , из расходимости следует расходимость ряда .

Доказательство 1: обозначим n-е частичные суммы рядов и соответственно через S(u)n и S(v)n. Из неравенства un≤vn следует, что S(u)n ≤ S(v)n. Пусть ряд и сходится и его сумма равна S2. Тогда = S2.Члены ряда положительны, поэтому S(v)n< S2 и, следовательно, с учетом неравенства S(u)n ≤ S(v)n, S(u)n ≤ S2. Таким образом, последовательность S(u)1, S(u)2, S(u)n,… монотонно возрастает (un>0) и ограниченно сверху числом S2. По признаку существования предела последовательность {S(u)n}имеет придел =S1, т.е. ряд сходится. Пусть теперь ряд расходится. Так как члены ряда неотрицательны, в этом случае имеем =∞. Тогда, с учетом неравенства S(u)n ≤ S(v)n, получаем =∞, т.е. ряд расходится.

Теорема 2 (предельный признак сравнения): пусть даны два знакоположительных ряда и . Если существует конечный, отличный от 0, предел =A (0<A<∞), то ряды и сходятся или расходятся одновременно.

Доказательство 2: по определению предела последовательности для все n, кроме, возможно, конечного числа их, для любого ε>0 выполняется неравенство |un/vn-A|<ε, или (А-ε)vn<un<(A+ε)vn. Если ряд сходится, то из левого неравенства (А-ε)vn<un<(A+ε)vn и теоремы 1 вытекает, что ряд также сходится. Но тогда, согласно свойству 1 числовых рядов, ряд сходится. Если ряд расходится, то из правого неравенства (А-ε)vn<un<(A+ε)vn, теоремы 1, свойства 1, вытекает, что и ряд расходится. Аналогично, если ряд сходится (расходится), то сходящимся (расходящимся) будет и ряд .

Признак Даламбера.

Теорема: пусть дан ряд =u1+u2+…+un+… с положительными членами и существует
конечный или бесконечный предел =ℓ. Тогда ряд сходится при ℓ<1 и расходится при ℓ>1.

Так как =ℓ, то по определению предела для любого ε>0 найдется натуральное число N такое, что при n>N выполняется нера-
венство |un+1/un-ℓ|<ε или ℓ-ε<un+1/un<ℓ+ε.

Пусть ℓ<1. Можно подобрать ε так, что число ℓ+ε<1. Обозначи
м ℓ+ε=q, q<1. Тогда из правой части неравенства |un+1/un-ℓ|<ε или ℓ-ε<un+1/un<ℓ+ε получим un+1/un<
q, или un+1/<qun,n>N. В силу свойства 3 числовых рядов
можно считать, что un+1/<
qun
для всех n = 1,2,3,... Давая номеру n
эти значения, получим серию неравенств, т.е. члены ряда u2+u3+u4+…+un+… меньше соответствующих членов ряда qu1+q2u1+q3u1+…+qn+1u1+…, который сходится как ряд геометрической прогресии со знаменателем 0<q<1. Но тогда, на основании признака сравнения, сходится ряд u2+u3+u4+…+un+…, следовательно сходится и исходный ряд =u1+u2+…+un+…

Пусть ℓ>1. В этом случае =ℓ>1. Отсюда следует, что, начиная с некоторого номера N, выполняется неравенство un+1/un>1, или un+1>un, т.е. члены ряда возрастают с увеличением номера n. Поэтому ≠0. На основании следствия из необходимого признака ряд =u1+u2+…+un+… расходится.

Замечания: 1. Если ℓ=1, то ряд =u1+u2+…+un+… может быть как сходящимся, так и расходящимся. 2. Признак Даламбера целесообразен применять, когда общий член ряда содержит выражения вида n! или an.





Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2016-10-30; Мы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 575 | Нарушение авторских прав


Поиск на сайте:

Лучшие изречения:

Наука — это организованные знания, мудрость — это организованная жизнь. © Иммануил Кант
==> читать все изречения...

2281 - | 2079 -


© 2015-2024 lektsii.org - Контакты - Последнее добавление

Ген: 0.01 с.