题目
设α为常数,则级数sum _(n=1)^infty (dfrac (sin nalpha )({n)^2}-dfrac (1)(sqrt {n)})(). A.绝对收敛 B.条件收敛 C.发散 D.收敛性与α的取值有关
设α为常数,则级数
(). A.绝对收敛 B.条件收敛 C.发散 D.收敛性与α的取值有关
(). A.绝对收敛 B.条件收敛 C.发散 D.收敛性与α的取值有关题目解答
答案
C. 发散
解析
考查要点:本题主要考查级数的收敛性判断,涉及绝对收敛、条件收敛、发散的判定,以及级数拆分与组合的性质。
解题核心思路:
- 拆分级数:将原级数拆分为两个子级数$\sum \frac{\sin n\alpha}{n^2}$和$\sum -\frac{1}{\sqrt{n}}$,分别分析其收敛性。
- 判断子级数性质:
- $\sum \frac{\sin n\alpha}{n^2}$:利用绝对收敛判别法(比较法),证明其绝对收敛。
- $\sum -\frac{1}{\sqrt{n}}$:通过p级数性质($p=\frac{1}{2}<1$)判断其发散。
- 综合结论:绝对收敛级数与发散级数的和仍发散,因此原级数发散。
破题关键点:
- 明确拆分后两个子级数的性质差异,尤其是第二个子级数的发散性主导整体结果。
拆分原级数
原级数可拆分为:
$\sum_{n=1}^{\infty} \frac{\sin n\alpha}{n^2} \quad \text{和} \quad \sum_{n=1}^{\infty} \left(-\frac{1}{\sqrt{n}}\right).$
分析第一个子级数$\sum \frac{\sin n\alpha}{n^2}$
- 绝对收敛性:
由于$|\sin n\alpha| \leq 1$,有
$\left|\frac{\sin n\alpha}{n^2}\right| \leq \frac{1}{n^2}.$
而$\sum \frac{1}{n^2}$是p级数($p=2>1$),绝对收敛。
结论:$\sum \frac{\sin n\alpha}{n^2}$绝对收敛。
分析第二个子级数$\sum -\frac{1}{\sqrt{n}}$
- 发散性:
$\sum \frac{1}{\sqrt{n}}$是p级数($p=\frac{1}{2}<1$),发散。
结论:$\sum -\frac{1}{\sqrt{n}}$发散(符号不影响发散性)。
综合原级数的收敛性
- 绝对收敛级数与发散级数的和仍发散:
第一个子级数的部分和有界,第二个子级数的部分和无界,因此整体部分和无界,原级数发散。