题目
16 (2012,3题,4分)设a_(n)>0(n=1,2,...),S_(n)=a_(1)+a_(2)+...+a_(n),则数列S_{n)}有界是数列(a_{n)}收敛的A. 充分必要条件.B. 充分非必要条件.C. 必要非充分条件.D. 既非充分也非必要条件.
16 (2012,3题,4分)设$a_{n}>0(n=1,2,\cdots),S_{n}=a_{1}+a_{2}+\cdots+a_{n}$,则数列$\{S_{n}\}$有界是数列{a_{n}}收敛的
A. 充分必要条件.
B. 充分非必要条件.
C. 必要非充分条件.
D. 既非充分也非必要条件.
题目解答
答案
B. 充分非必要条件.
解析
考查要点:本题主要考查正项数列收敛性与部分和有界性的关系,涉及单调有界定理和必要条件与充分条件的判断。
解题核心思路:
- 正项数列的部分和数列$\{S_n\}$单调递增,若其有界,则必收敛(由单调有界定理)。
- 若$\{S_n\}$收敛,则$a_n = S_n - S_{n-1}$必趋于$0$,即$\{a_n\}$收敛。
- 反向不成立:$\{a_n\}$收敛(如$a_n = \frac{1}{n}$)时,$\{S_n\}$可能无界(如调和级数发散)。
破题关键:明确部分和有界是$\{a_n\}$收敛的充分但非必要条件。
步骤1:分析$\{S_n\}$有界与$\{a_n\}$收敛的关系
- 若$\{S_n\}$有界,则$\{S_n\}$单调递增且有上界,由单调有界定理,$\{S_n\}$收敛。
- 由$a_n = S_n - S_{n-1}$,当$n \to \infty$时,$a_n \to S - S = 0$,故$\{a_n\}$收敛。
结论:$\{S_n\}$有界是$\{a_n\}$收敛的充分条件。
步骤2:判断是否为必要条件
- 若$\{a_n\}$收敛(如$a_n = \frac{1}{n}$),其部分和$S_n = \sum_{k=1}^n \frac{1}{k}$(调和级数)无界。
结论:$\{a_n\}$收敛时$\{S_n\}$可能无界,故$\{S_n\}$有界不是必要条件。
最终结论:$\{S_n\}$有界是$\{a_n\}$收敛的充分非必要条件,选B。