题目
二、判断题(共20题,40.0分)50.(判断题,2.0分)级数sum_(n=1)^infty(3)/(sqrt[3](n^2)+1)收敛A 对B 错
二、判断题(共20题,40.0分)
50.(判断题,2.0分)
级数$\sum_{n=1}^{\infty}\frac{3}{\sqrt[3]{n^{2}}+1}$收敛
A 对
B 错
题目解答
答案
考虑级数的一般项 $a_n = \frac{3}{\sqrt[3]{n^2} + 1}$。当 $n$ 趋于无穷大时,$\sqrt[3]{n^2}$ 趋于无穷大,故 $\sqrt[3]{n^2} + 1 \approx \sqrt[3]{n^2}$。因此,$a_n \approx \frac{3}{\sqrt[3]{n^2}} = 3n^{-\frac{2}{3}}$。
构造级数 $\sum_{n=1}^{\infty} 3n^{-\frac{2}{3}}$,其为 $p$-级数,其中 $p = \frac{2}{3} < 1$,故该级数发散。由比较测试,原级数的一般项满足:
\[
\frac{3}{\sqrt[3]{n^2} + 1} \geq \frac{3}{2\sqrt[3]{n^2}} = \frac{3}{2}n^{-\frac{2}{3}}
\]
由于 $\sum_{n=1}^{\infty} \frac{3}{2}n^{-\frac{2}{3}}$ 发散,原级数发散。
答案:$\boxed{B}$。
解析
考查要点:本题主要考查正项级数的收敛性判断,特别是利用比较判别法和p-级数的性质进行判断。
解题核心思路:
- 比较判别法:当通项与某个已知收敛性的级数通项比较时,可推断原级数的收敛性。
- p-级数:形如$\sum \frac{1}{n^p}$的级数,当$p > 1$时收敛,$p \leq 1$时发散。
- 关键步骤:将原级数通项与$p$-级数的通项进行比较,判断其发散。
破题关键点:
- 当$n$趋近于无穷大时,分母$\sqrt[3]{n^2} + 1$近似为$\sqrt[3]{n^2}$,即$n^{2/3}$。
- 通过比较原级数与$\sum \frac{3}{2n^{2/3}}$(发散的$p$-级数),得出原级数发散。
步骤1:分析通项的渐进行为
当$n$很大时,$\sqrt[3]{n^2} = n^{2/3}$,因此分母$\sqrt[3]{n^2} + 1 \approx n^{2/3}$,通项近似为:
$a_n \approx \frac{3}{n^{2/3}} = 3n^{-2/3}.$
步骤2:构造比较级数
构造比较级数$\sum_{n=1}^\infty 3n^{-2/3}$,其为$p$-级数($p = \frac{2}{3}$)。由于$p < 1$,该级数发散。
步骤3:应用比较判别法
当$n$足够大时,$\sqrt[3]{n^2} + 1 \leq 2\sqrt[3]{n^2}$,因此:
$\frac{3}{\sqrt[3]{n^2} + 1} \geq \frac{3}{2\sqrt[3]{n^2}} = \frac{3}{2}n^{-2/3}.$
由于$\sum \frac{3}{2}n^{-2/3}$发散,根据比较判别法,原级数发散。