题目
证明级数dfrac (2)(1times 2)+dfrac ({2)^2}(2times 3)+dfrac ({2)^3}(3times 4)+... 发散
证明级数
发散
题目解答
答案
级数

1" data-width="68" data-height="19" data-size="761" data-format="png" style="max-width:100%">
由Cauchy判别法可知级数发散
证毕
解析
步骤 1:定义级数
级数$\sum _{n=1}^{\infty }{u}_{n}=\sum _{n=1}^{\infty }\dfrac {{2}^{n}}{n(n+1)}$,其中${u}_{n}=\dfrac {{2}^{n}}{n(n+1)}$。
步骤 2:应用Cauchy判别法
Cauchy判别法指出,如果$\lim _{n\rightarrow \infty }\sqrt [n]{{u}_{n}}\gt 1$,则级数发散。
步骤 3:计算$\lim _{n\rightarrow \infty }\sqrt [n]{{u}_{n}}$
$\lim _{n\rightarrow \infty }\sqrt [n]{{u}_{n}}=\lim _{n\rightarrow \infty }\sqrt [\dfrac {{2}^{n}}{n(n+1)}$ $n\rightarrow \infty $
$=\lim _{n\rightarrow \infty }\dfrac {2}{\sqrt [n]{n(n+1)}}$
$=\lim _{n\rightarrow \infty }\dfrac {2}{\sqrt [n]{n^2+n}}$
$=\lim _{n\rightarrow \infty }\dfrac {2}{\sqrt [n]{n^2(1+\dfrac {1}{n})}}$
$=\lim _{n\rightarrow \infty }\dfrac {2}{n\sqrt [n]{1+\dfrac {1}{n}}}$
$=\lim _{n\rightarrow \infty }\dfrac {2}{n}$
$=2\gt 1$
步骤 4:结论
由于$\lim _{n\rightarrow \infty }\sqrt [n]{{u}_{n}}=2\gt 1$,根据Cauchy判别法,级数发散。
级数$\sum _{n=1}^{\infty }{u}_{n}=\sum _{n=1}^{\infty }\dfrac {{2}^{n}}{n(n+1)}$,其中${u}_{n}=\dfrac {{2}^{n}}{n(n+1)}$。
步骤 2:应用Cauchy判别法
Cauchy判别法指出,如果$\lim _{n\rightarrow \infty }\sqrt [n]{{u}_{n}}\gt 1$,则级数发散。
步骤 3:计算$\lim _{n\rightarrow \infty }\sqrt [n]{{u}_{n}}$
$\lim _{n\rightarrow \infty }\sqrt [n]{{u}_{n}}=\lim _{n\rightarrow \infty }\sqrt [\dfrac {{2}^{n}}{n(n+1)}$ $n\rightarrow \infty $
$=\lim _{n\rightarrow \infty }\dfrac {2}{\sqrt [n]{n(n+1)}}$
$=\lim _{n\rightarrow \infty }\dfrac {2}{\sqrt [n]{n^2+n}}$
$=\lim _{n\rightarrow \infty }\dfrac {2}{\sqrt [n]{n^2(1+\dfrac {1}{n})}}$
$=\lim _{n\rightarrow \infty }\dfrac {2}{n\sqrt [n]{1+\dfrac {1}{n}}}$
$=\lim _{n\rightarrow \infty }\dfrac {2}{n}$
$=2\gt 1$
步骤 4:结论
由于$\lim _{n\rightarrow \infty }\sqrt [n]{{u}_{n}}=2\gt 1$,根据Cauchy判别法,级数发散。