摘 要:本文主要从正项级数敛散性的柯西判别法基本形式入手,引出正项级数敛散性柯西判别法的一系列相关推广,且加以详细的证明.并通过具体的实例,说明其应用.
毕业论文关键词:正项级数,敛散性,柯西判别法,Cauchy判别法的推广54191
Abstract: In this paper , Beginning with the basic form of the main criterion from the positive series convergence and pergence of Cauchy , leads to the positive series , Cauchy discriminant method a series of promotion , and a detailed proof . Finally , through the concrete examples , illustrates its application .
Keywords:Positive series, Convergence and pergence, Cauchy criterion, Promotion of Cauchy criterion
目 录
1 引言 4
2 预备知识 4
3 正项级数敛散性Cauchy判别法的介绍5
4 正项级数敛散性Cauchy判别法的推广6
4.1 广义Cauchy判别法一 6
4.2 广义Cauchy判别法二 7
4.3 广义Cauchy判别法三 8
5 广义Cauchy判别法的应用9
结束语 12
参考文献 13
致谢 14
1 引言
柯西是人类历史上突出的人物,在很多方面都有其突出的贡献,数学、物理、化学、生物等各个邻域都有所涉足,尤其是对数学的研究,更加体现了他在人类社会的重要地位,大大加快了社会生产力的发展.柯西在数学邻域的成就犹如满天繁星,而他在正项级数的敛散性判断方面有着自己的方法--柯西判别法.其中“正项级数”是《数学分析》课程中重要的内容之一,它的敛散性的判定不仅是一个重点,也是一个难点.“Cauchy判别法”是判定正项级数敛散性的一种有效方法,使用起来方便、快捷,但在使用“Cauchy判别法”的同时,我们发现,“Cauchy判别法”具有一定的局限性.本文主要从正项级数的基本定义入手,逐步探究“Cauchy判别法”的推广形式以及它的部分应用.
2 预备知识
定义1 设 ,则级数 称为(严格)正项级数.
定理1(比较原则)有 和 两个正项级数,若存在一个 (正数),对于一切的 都有:
则有:
(1)如果级数 收敛,则级数 也收敛;
(2)如果级数 发散,则级数 也发散.
定理2(正项级数收敛的充要条件)
正项级数 收敛的充要条件是它的部分和数列 有界.
证明(充分性)因为正项级数部分和数列 单调递增且有界,所以数列 收敛,它也就是等价于正项级数 收敛.
(必要性)因为 收敛,这也就等价于 收敛,根据数列收敛的定理知: 有界.
定理3(达朗贝尔判别法)
设 为正项级数,存在某 (正整数)和常数 .
(1)如果对于一切 ,成立不等式 ,则正项级数 收敛.
(2)如果对于一切 ,成立不等式
,则正项级数 发散.
3 正项级数敛散性Cauchy判别法的介绍
定理4(Cauchy判别法1)设 是正项级数,并且满足 .
(1)如果 ,那么级数 发散;
(2)如果 ,那么级数 收敛;
(3)如果 ,那么定理失效.
例1 试讨论正项级数 的敛散性.
解 令 ,那么当 时,有:
而当 时,有:从而 .
再由定理2知,此级数收敛.
在例题1中,如果我们使用比式判别法(达朗贝尔判别法),会得到: ,可见,比式判别法(达朗贝尔判别法)不可以判定出其敛散性,所以,我们研究Cauchy判别法就显得尤为重要.