设无穷级数 sum_(n=1)^infty a_n 收敛,无穷级数 sum_(n=1)^infty b_n 发散,则无穷级数 sum_(n=1)^infty (a_n + b_n) ()A. 条件收敛B. 绝对收敛C. 发散D. 可能收敛也可能发散
A. 条件收敛
B. 绝对收敛
C. 发散
D. 可能收敛也可能发散
题目解答
答案
解析
本题考查无穷级数的收敛性性质,解题思路是通过反证法来判断$\sum_{n = 1}^{\infty}(a_n + b_n)$的敛散性。
已知$\sum_{n=1}^{\infty} a_n$收敛,$\sum_{n=1}^{\infty} b_n$发散,假设$\sum_{n = 1}^{\infty}(a_n + b_n)$收敛。
根据无穷级数的性质:若$\sum_{n = 1}^{\infty}u_n$与$\sum_{n = 1}^{\infty}v_n$都收敛,则$\sum_{n = 1}^{\infty}(u_n - v_n)=\sum_{n = 1}^{\infty}u_n-\sum_{n = 1}^{\infty}v_n$也收敛。
在这里令$u_n=a_n + b_n$,$v_n=a_n$,因为假设$\sum_{n = 1}^{\infty}(a_n + b_n)$收敛,且已知$\sum_{n=1}^{\infty} a_n$收敛,那么$\sum_{n = 1}^{\infty}[(a_n + b_n)-a_n]$收敛。
对$\sum_{n = 1}^{\infty}[(a_n + b_n)-a_n]$进行化简:
$\sum_{n = 1}^{\infty}[(a_n + b_n)-a_n]=\sum_{n = 1}^{\infty}(a_n + b_n - a_n)=\sum_{n = 1}^{\infty}b_n$
这就意味着$\sum_{n=1}^{\infty} b_n$收敛,但是题目中明确说明$\sum_{n=1}^{\infty} b_n$发散,这与已知条件矛盾。
所以假设不成立,即$\sum_{n = 1}^{\infty}(a_n + b_n)$发散。