题目
下列级数中,发散的是()。 A. sum_(n=1)^infty ((n)/(2n+1) )^nB. sum_(n=1)^infty (1)/([ln(n+1)]^n)C. sum_(n=1)^infty ((2)/(1+(1/n)) )^nD. sum_(n=1)^infty ((n)/(3n-1) )^2n-1
下列级数中,发散的是()。
- A. $\sum_{n=1}^{\infty} \left(\frac{n}{2n+1} \right)^n$
- B. $\sum_{n=1}^{\infty} \frac{1}{[\ln(n+1)]^n}$
- C. $\sum_{n=1}^{\infty} \left(\frac{2}{1+(1/n)} \right)^n$
- D. $\sum_{n=1}^{\infty} \left(\frac{n}{3n-1} \right)^{2n-1}$
题目解答
答案
为了确定哪个级数发散,我们将使用根值审敛法,该方法指出,对于级数 $\sum_{n=1}^{\infty} a_n$,如果 $\lim_{n \to \infty} \sqrt[n]{|a_n|} = L$,那么如果 $L < 1$,级数收敛;如果 $L > 1$,级数发散;如果 $L = 1$,测试不决。
让我们分析每个级数:
**级数 A: $\sum_{n=1}^{\infty} \left(\frac{n}{2n+1}\right)^n$**
使用根值审敛法,我们有:
\[
\lim_{n \to \infty} \sqrt[n]{\left(\frac{n}{2n+1}\right)^n} = \lim_{n \to \infty} \frac{n}{2n+1} = \lim_{n \to \infty} \frac{1}{2 + \frac{1}{n}} = \frac{1}{2}
\]
由于 $\frac{1}{2} < 1$,级数收敛。
**级数 B: $\sum_{n=1}^{\infty} \frac{1}{[\ln(n+1)]^n}$**
使用根值审敛法,我们有:
\[
\lim_{n \to \infty} \sqrt[n]{\frac{1}{[\ln(n+1)]^n}} = \lim_{n \to \infty} \frac{1}{\ln(n+1)} = 0
\]
由于 $0 < 1$,级数收敛。
**级数 C: $\sum_{n=1}^{\infty} \left(\frac{2}{1 + \frac{1}{n}}\right)^n$**
使用根值审敛法,我们有:
\[
\lim_{n \to \infty} \sqrt[n]{\left(\frac{2}{1 + \frac{1}{n}}\right)^n} = \lim_{n \to \infty} \frac{2}{1 + \frac{1}{n}} = \frac{2}{1} = 2
\]
由于 $2 > 1$,级数发散。
**级数 D: $\sum_{n=1}^{\infty} \left(\frac{n}{3n-1}\right)^{2n-1}$**
使用根值审敛法,我们有:
\[
\lim_{n \to \infty} \sqrt[n]{\left(\frac{n}{3n-1}\right)^{2n-1}} = \lim_{n \to \infty} \left(\frac{n}{3n-1}\right)^{\frac{2n-1}{n}} = \lim_{n \to \infty} \left(\frac{n}{3n-1}\right)^{2 - \frac{1}{n}} = \left(\frac{1}{3}\right)^2 = \frac{1}{9}
\]
由于 $\frac{1}{9} < 1$,级数收敛。
因此,发散的级数是 $\boxed{C}$。