题目
4. 下列级数条件收敛的是( ) A. sum _(n=1)^infty ((-1))^ndfrac (1)({n)^2+3}B. sum _(n=1)^infty ((-1))^ndfrac (1)({n)^2+3}C. sum _(n=1)^infty ((-1))^ndfrac (1)({n)^2+3}D. sum _(n=1)^infty ((-1))^ndfrac (1)({n)^2+3}
4. 下列级数条件收敛的是( )
A. 
B. 
C. 
D. 
题目解答
答案
A选项,根据莱布尼茨定理,
单调减小,且
,因此,级数收敛,再判断
是否收敛,可以看出,正项级数
收敛,因此
绝对收敛,A选项错误.
B选项,根据莱布尼茨定理,
,级数不收敛,B选项错误.
C选项,根据莱布尼茨定理可知,
单调递减且趋近于0,因此级数收敛,再判断
是否收敛,可以看出,正项级数
发散,因此
条件收敛.
D选项根据莱布尼茨定理,
不存在,级数不收敛,D选项错误.
综上所述,本题的答案是 C.
解析
考查要点:本题主要考查交错级数的收敛性判断,特别是条件收敛与绝对收敛的区别。需要掌握莱布尼茨判别法和正项级数的收敛性判别法。
解题核心思路:
- 判断原级数是否收敛:对于交错级数$\sum (-1)^n a_n$,若$a_n$单调递减且$\lim_{n \to \infty} a_n = 0$,则级数收敛(莱布尼茨定理)。
- 判断绝对收敛性:若$\sum |a_n|$发散,则原级数条件收敛;若$\sum |a_n|$收敛,则原级数绝对收敛。
破题关键点:
- 选项C的通项$\dfrac{1}{\sqrt{n}+1}$满足莱布尼茨条件,但绝对级数$\sum \dfrac{1}{\sqrt{n}+1}$与发散的$\sum \dfrac{1}{\sqrt{n}}$比较,故条件收敛。
选项分析
A选项
- 原级数收敛性:$\dfrac{1}{n^2+3}$单调递减且$\lim_{n \to \infty} \dfrac{1}{n^2+3} = 0$,满足莱布尼茨定理,故收敛。
- 绝对收敛性:$\sum \dfrac{1}{n^2+3}$与收敛的$\sum \dfrac{1}{n^2}$比较(p级数,$p=2>1$),故绝对收敛。
- 结论:绝对收敛,排除。
B选项
- 原级数收敛性:$\lim_{n \to \infty} \dfrac{n}{n+1} = 1 \neq 0$,通项不趋于零,级数发散。
- 结论:直接排除。
C选项
- 原级数收敛性:$\dfrac{1}{\sqrt{n}+1}$单调递减且$\lim_{n \to \infty} \dfrac{1}{\sqrt{n}+1} = 0$,满足莱布尼茨定理,故收敛。
- 绝对收敛性:$\sum \dfrac{1}{\sqrt{n}+1}$与发散的$\sum \dfrac{1}{\sqrt{n}}$(p级数,$p=1/2<1$)比较,故发散。
- 结论:条件收敛,正确。
D选项
- 原级数收敛性:通项为$(-1)^n \cdot \left(\dfrac{4}{3}\right)^n$,绝对值$\left(\dfrac{4}{3}\right)^n$趋于无穷大,极限不存在,级数发散。
- 结论:直接排除。