题目
3. (5.0分) sum_(n=1)^infty(-1)^n-1(1)/(n^p)在01时为____收敛. (填条件或绝对)
3. (5.0分)
$\sum_{n=1}^{\infty}(-1)^{n-1}\frac{1}{n^{p}}$在0
1时为____收敛. (填条件或绝对)
题目解答
答案
为了确定级数$\sum_{n=1}^{\infty}(-1)^{n-1}\frac{1}{n^{p}}$的收敛性,我们需要分析级数在不同$p$值下的行为。具体来说,我们需要检查级数在$0 < p \leq 1$和$p > 1$时是条件收敛还是绝对收敛。
### 第一步:绝对收敛
一个级数$\sum a_n$如果级数$\sum |a_n|$收敛,则绝对收敛。对于给定的级数,$a_n = (-1)^{n-1}\frac{1}{n^p}$,绝对值为 $|a_n| = \frac{1}{n^p}$。因此,我们需要检查级数$\sum_{n=1}^{\infty} \frac{1}{n^p}$的收敛性。
级数$\sum_{n=1}^{\infty} \frac{1}{n^p}$是一个$p$-级数,它在$p > 1$时收敛,在$p \leq 1$时发散。因此,级数$\sum_{n=1}^{\infty} (-1)^{n-1} \frac{1}{n^p}$在$p > 1$时绝对收敛,在$0 < p \leq 1$时不是绝对收敛。
### 第二步:条件收敛
一个级数如果收敛但不绝对收敛,则条件收敛。我们已经知道级数在$p > 1$时绝对收敛,所以我们只需要检查级数在$0 < p \leq 1$时是否收敛。
对于$0 < p \leq 1$,我们可以使用交错级数测试。交错级数测试指出,级数$\sum_{n=1}^{\infty} (-1)^{n-1} b_n$如果满足以下条件则收敛:
1. $b_n = \frac{1}{n^p}$是正数。
2. $b_n$是递减的。
3. $\lim_{n \to \infty} b_n = 0$。
对于$b_n = \frac{1}{n^p}$与$0 < p \leq 1$:
1. $b_n$是正数。
2. $b_n$是递减的,因为$\frac{1}{n^p}$随着$n$的增加而减少。
3. $\lim_{n \to \infty} \frac{1}{n^p} = 0$。
由于所有条件都满足,级数$\sum_{n=1}^{\infty} (-1)^{n-1} \frac{1}{n^p}$在$0 < p \leq 1$时收敛。然而,由于它在$0 < p \leq 1$时不是绝对收敛,它在该区间内条件收敛。
### 结论
级数$\sum_{n=1}^{\infty} (-1)^{n-1} \frac{1}{n^p}$在$0 < p \leq 1$时条件收敛,在$p > 1$时绝对收敛。
最终答案是:
\[
\boxed{\text{条件, 绝对}}
\]