logo
  • write-homewrite-home-active首页
  • icon-chaticon-chat-activeAI 智能助手
  • icon-pluginicon-plugin-active浏览器插件
  • icon-subjecticon-subject-active学科题目
  • icon-uploadicon-upload-active上传题库
  • icon-appicon-app-active手机APP
首页
/
数学
题目

(2)已知级数①sum_(n=1)^inftysin(n^3pi)/(n^2)+1;②sum_(n=1)^infty(-1)^n((1)/(sqrt[3](n^2))-tan(1)/(sqrt[3](n^2))),则 (A.)①与②均条件收敛. (B.)①条件收敛,②绝对收敛 (C.)①绝对收敛,②条件收敛. (D.)①与②均绝对收敛.

(2)已知级数①$\sum_{n=1}^{\infty}\sin\frac{n^{3}\pi}{n^{2}+1}$;②$\sum_{n=1}^{\infty}(-1)^{n}(\frac{1}{\sqrt[3]{n^{2}}}-\tan\frac{1}{\sqrt[3]{n^{2}}})$,则 (
A.)①与②均条件收敛. (
B.)①条件收敛,②绝对收敛 (
C.)①绝对收敛,②条件收敛. (
D.)①与②均绝对收敛.

题目解答

答案

为了确定级数①和②的收敛性,我们需要分别分析每个级数。 ### 级数①: $\sum_{n=1}^{\infty}\sin\frac{n^{3}\pi}{n^{2}+1}$ 首先,考虑项 $\sin\frac{n^3\pi}{n^2+1}$。对于大的 $n$,$\frac{n^3\pi}{n^2+1}$ 大约等于 $n\pi$。由于 $\sin(n\pi) = 0$ 对于任何整数 $n$,我们可以近似 $\sin\frac{n^3\pi}{n^2+1}$ 为 $\sin(n\pi - \frac{n\pi}{n^2+1})$。 使用正弦的小角近似,$\sin x \approx x$ 对于小的 $x$,我们得到: \[ \sin\left(n\pi - \frac{n\pi}{n^2+1}\right) \approx -\sin\left(\frac{n\pi}{n^2+1}\right) \approx -\frac{n\pi}{n^2+1} \approx -\frac{\pi}{n} \] 级数 $\sum_{n=1}^{\infty} -\frac{\pi}{n}$ 是一个发散的调和级数。然而,级数 $\sum_{n=1}^{\infty} \sin\frac{n^3\pi}{n^2+1}$ 是一个交错级数,因为 $\sin\frac{n^3\pi}{n^2+1}$ 的符号交替。根据莱布尼茨交错级数判别法,如果项的绝对值单调递减且趋于零,交错级数收敛。这里,$\left|\sin\frac{n^3\pi}{n^2+1}\right| \approx \frac{\pi}{n}$,这单调递减且趋于零。因此,级数①条件收敛。 ### 级数②: $\sum_{n=1}^{\infty}(-1)^{n}\left(\frac{1}{\sqrt[3]{n^2}} - \tan\frac{1}{\sqrt[3]{n^2}}\right)$ 首先,考虑项 $\frac{1}{\sqrt[3]{n^2}} - \tan\frac{1}{\sqrt[3]{n^2}}$。对于小的 $x$,$\tan x \approx x + \frac{x^3}{3}$。设 $x = \frac{1}{\sqrt[3]{n^2}}$,则: \[ \tan\frac{1}{\sqrt[3]{n^2}} \approx \frac{1}{\sqrt[3]{n^2}} + \frac{1}{3n^2} \] 因此, \[ \frac{1}{\sqrt[3]{n^2}} - \tan\frac{1}{\sqrt[3]{n^2}} \approx \frac{1}{\sqrt[3]{n^2}} - \left(\frac{1}{\sqrt[3]{n^2}} + \frac{1}{3n^2}\right) = -\frac{1}{3n^2} \] 级数 $\sum_{n=1}^{\infty} (-1)^n \left(-\frac{1}{3n^2}\right) = \sum_{n=1}^{\infty} \frac{(-1)^{n+1}}{3n^2}$ 是一个交错级数,但项的绝对值是 $\frac{1}{3n^2}$,这是一个收敛的 $p$-级数(因为 $p = 2 > 1$)。因此,级数②绝对收敛。 ### 结论 级数①条件收敛,级数②绝对收敛。正确答案是: \[ \boxed{B} \]

解析

考查要点:本题主要考查级数的收敛性判断,涉及交错级数的莱布尼茨判别法、绝对收敛与条件收敛的判定,以及泰勒展开近似的应用。

解题思路:

  1. 级数①:通过分析通项中的正弦函数,利用小角近似和莱布尼茨判别法判断其条件收敛性。
  2. 级数②:对通项中的正切函数进行泰勒展开,化简后利用p-级数的绝对收敛性判断。

破题关键:

  • 级数①的关键在于将$\sin\frac{n^3\pi}{n^2+1}$近似为与$\frac{1}{n}$相关的交错项。
  • 级数②的关键是展开$\tan x$并简化通项,转化为绝对收敛的p-级数。

级数①:$\sum_{n=1}^{\infty}\sin\frac{n^{3}\pi}{n^{2}+1}$

化简通项

当$n$较大时,$\frac{n^3\pi}{n^2+1} \approx n\pi - \frac{n\pi}{n^2+1}$,利用正弦差角公式:
$\sin\left(n\pi - \frac{n\pi}{n^2+1}\right) = -(-1)^n \sin\left(\frac{n\pi}{n^2+1}\right).$

近似处理

当$n$较大时,$\frac{n\pi}{n^2+1} \approx \frac{\pi}{n}$,故:
$\sin\left(\frac{n\pi}{n^2+1}\right) \approx \frac{\pi}{n}.$

判别收敛性

通项近似为$(-1)^{n+1}\frac{\pi}{n}$,对应交错级数$\sum_{n=1}^\infty (-1)^{n+1}\frac{\pi}{n}$。由于$\frac{\pi}{n}$单调递减趋于零,根据莱布尼茨判别法,级数条件收敛。

级数②:$\sum_{n=1}^{\infty}(-1)^{n}\left(\frac{1}{\sqrt[3]{n^{2}}}-\tan\frac{1}{\sqrt[3]{n^{2}}}\right)$

泰勒展开

当$x$较小时,$\tan x \approx x + \frac{x^3}{3}$,令$x = \frac{1}{\sqrt[3]{n^2}}$,则:
$\frac{1}{\sqrt[3]{n^2}} - \tan\frac{1}{\sqrt[3]{n^2}} \approx -\frac{1}{3n^2}.$

化简通项

通项变为:
$(-1)^n \left(-\frac{1}{3n^2}\right) = \frac{(-1)^{n+1}}{3n^2}.$

判别收敛性

绝对值级数$\sum_{n=1}^\infty \frac{1}{3n^2}$是$p$-级数($p=2>1$),绝对收敛。

相关问题

  • 【单选题】设U=(u1,u2,u3,u4), 有模糊集合A、B:A = 0.1/u1 + 0.7/u2 + 0.6/u3 + 0.6/u4,B = 0.3/u1 + 0.2/u2 + 0.6/u3 + 0.4/u4,则模糊集合A与B的交、并、补运算结果正确的一项是 。A. A 与 B 的交运算: 0.1/u1 + 0.2/u2 + 0.6/u3 + 0.6/u4B. A 与 B 的并运算: 0.1/u1 + 0.7/u2 + 0.6/u3 + 0.6/u4C. A 的补运算: 0.9/u1 + 0.3/u2 + 0.4/u3 + 0.4/u4D. B 的补运算: 0.7/u1 + 0.8/u2 + 0.4/u3 + 0.4/u4

  • 考虑下面的频繁3-项集的集合:⑴ 2, 3}, (1,2,4), (1,2, 5), (1,3,4), (1, 3, 5), (2, 3,4), (2, 3, 5), (3,4, 5)假 定数据集中只有5个项,采用合并策略,由候选产生过程得到4-项集不包含()A. 1, 2, 3, 4B. 1, 2, 3, 5C. 1, 2,4, 5D. 1,3, 4, 5

  • 已知一元二次函数的图像的顶点坐标为(1,2),并且经过点P(3,-4),求:(1)函数的解析式;(2)函数图像的对称轴(3)函数单调减的区间。

  • 下列哪项不是命题()A. 我正在说谎。B. 北京是中国的首都C. 你在吃饭吗D. 13能被6整除。

  • 4.已知 sin alpha =-dfrac (3)(5), 且α是第三象限的角,则 cos alpha = __ ,-|||-tan alpha = __ o

  • 与十进制[1]数 45.25 等值的十六进制[2]数是_____。

  • https:/img.zuoyebang.cc/zyb_a9fbde2ddd269cef5638c27e19aff9b4.jpg.5dm 5dm-|||-18 dm一个底面是圆形的扫地机器人,贴合着一块地毯边缘行进一周(如图)。这块地毯的两端是半圆形中间是长方形。扫地机器人圆形底面的半径是https:/img.zuoyebang.cc/zyb_10216bc971f58ed03f5ceaf1efd30f89.jpg.5dm 5dm-|||-18 dm,它的圆心走过路线的长度是______https:/img.zuoyebang.cc/zyb_b5517f317a704553c4186b8deb5b7a51.jpg.5dm 5dm-|||-18 dm。​

  • 下列哪项不是命题()A. 我正在说谎。B. 13能被6整除。C. 你在吃饭吗D. 北京是中国的首都。

  • 3.已知连续型随机变量X的概率密-|||-度为-|||-f(x)= 0, 其他,-|||-kx+b, 1

  • 下列命题中错误的是( )A B C D

  • 10 . 函数(x)=sin (2x+dfrac (pi )(6))的最小正周期为___________ .

  • 【填空题】sin dfrac (11)(6)pi =___.

  • 下面哪个逻辑等价关系是不成立的()A. forall x-P(x)equiv -square xP(x)B. forall x-P(x)equiv -square xP(x)C. forall x-P(x)equiv -square xP(x)D. forall x-P(x)equiv -square xP(x)

  • 24.设二维随机变量(X,Y)在区域 = (x,y)|xgeqslant 0,ygeqslant 0,x+yleqslant 1 上服从均匀分布.求(1)-|||-(X,Y)关于X的边缘概率密度;(2)-|||-=x+y 的概率密度.

  • __-|||-(10 ) lim _(xarrow infty )dfrac ({x)^3-2(x)^2+5}(100{x)^2+15}

  • 计算: (log )_(2)9cdot (log )_(3)4= __

  • 已知等差数列 12 , 8 , 4 , 0...... 求它的通项公式an 和前 10 项 的和an

  • 8 . 有一个农夫带一匹狼、一只羊和一棵白菜过河(从河的北岸到南岸)。如果没有农夫看管,则狼要吃羊,羊要吃白菜。但是船很小,只够农夫带一样东西过河。用0和1表示狼、羊、白菜分别运到南岸的状态,0表示不在南岸,1表示在南岸,(如:100表示只有狼运到南岸)。初始时,南岸状态为000,表示狼、羊、白菜都没运到南岸,最终状态为111,表示狼、羊、白菜都运到了南岸。用状态空间为农夫找出过河方法,以下狼、羊、白菜在南岸出现的序列可能是( )。A. 000-010-100-101-111B. 000-010-001-101-111C. 000-100-110-111D. 000-001-011-111

  • 例2 解不等式 |3x-1|leqslant 2.

上一页下一页
logo
广州极目未来文化科技有限公司
注册地址:广州市黄埔区揽月路8号135、136、137、138房
关于
  • 隐私政策
  • 服务协议
  • 权限详情
学科
  • 医学
  • 政治学
  • 管理
  • 计算机
  • 教育
  • 数学
联系我们
  • 客服电话: 010-82893100
  • 公司邮箱: daxuesoutijiang@163.com
  • qt

©2023 广州极目未来文化科技有限公司 粤ICP备2023029972号    粤公网安备44011202002296号