44.下列级数收敛的是()(2分) A. tan(pi)/(3)+tan(pi)/(3^n)+...+tan(pi)/(3^n)+... B. (1+1)/(1+2^2)+(1+3)/(1+4^2)+...+(1+(2n-1))/(1+(2n)^2)+... C. sum_(n=1)^infty(1)/(sqrt[3](n(n+1)(n+2))) D. sum_(n=2)^infty(1)/(ln^10)n
A. $\tan\frac{\pi}{3}+\tan\frac{\pi}{3^{n}}+\cdots+\tan\frac{\pi}{3^{n}}+\cdots$
B. $\frac{1+1}{1+2^{2}}+\frac{1+3}{1+4^{2}}+\cdots+\frac{1+(2n-1)}{1+(2n)^{2}}+\cdots$
C. $\sum_{n=1}^{\infty}\frac{1}{\sqrt[3]{n(n+1)(n+2)}}$
D. $\sum_{n=2}^{\infty}\frac{1}{\ln^{10}n}$
题目解答
答案
解析
考查要点:本题主要考查级数收敛性的判断,涉及比较判别法、几何级数性质、调和级数的发散性以及近似展开法的应用。
解题核心思路:
- 比较判别法:将通项与已知收敛性级数(如几何级数、调和级数)比较。
- 近似展开:当项中含三角函数或多项式时,对大n进行近似化简。
- 特殊级数性质:几何级数(公比绝对值<1时收敛)、调和级数(发散)。
破题关键点:
- 选项A:利用$\tan x \approx x$(当$x$趋近于0时),转化为几何级数。
- 选项B、C、D:通过近似化简,发现通项与发散级数(如$\frac{1}{n}$)同阶或更大,从而判断发散。
选项A
通项分析:
当$n$趋大时,$\frac{\pi}{3^n} \to 0$,利用$\tan x \approx x$,得:
$\tan\frac{\pi}{3^n} \approx \frac{\pi}{3^n}$
级数形式:
$\sum_{n=1}^{\infty} \frac{\pi}{3^n} = \pi \sum_{n=1}^{\infty} \left(\frac{1}{3}\right)^n$
结论:公比为$\frac{1}{3}$的几何级数,收敛。
选项B
通项化简:
分子$1 + (2n-1) = 2n$,分母$1 + (2n)^2 \approx 4n^2$,故:
$\frac{2n}{4n^2} = \frac{1}{2n}$
级数形式:
$\sum_{n=1}^{\infty} \frac{1}{2n} = \frac{1}{2} \sum_{n=1}^{\infty} \frac{1}{n}$
结论:与调和级数同阶,发散。
选项C
通项近似:
当$n$趋大时,$n+1 \approx n+2 \approx n$,故:
$\sqrt[3]{n(n+1)(n+2)} \approx \sqrt[3]{n^3} = n$
级数形式:
$\sum_{n=1}^{\infty} \frac{1}{n}$
结论:与调和级数相同,发散。
选项D
通项分析:
对大$n$,$\ln n$增长极慢,故$\ln^{10}n < n$,因此:
$\frac{1}{\ln^{10}n} > \frac{1}{n}$
级数形式:
$\sum_{n=2}^{\infty} \frac{1}{\ln^{10}n}$
结论:与发散的调和级数比较,发散。