решить желательно на листочке


решить желательно на листочке

юлия1384 юлия1384    1   14.01.2021 18:09    0

Ответы
Никольнейв Никольнейв  13.02.2021 19:12

\sum\limits_{n=1}^{\infty} (-1)^{n-1} \cdot\frac{2n+1}{n\cdot (n+1)}

Исследуем этот ряд на абсолютную сходимость.

\sum\limits_{n=1}^{\infty} \left|(-1)^{n-1} \cdot\frac{2n+1}{n\cdot (n+1)}\right| =

= \sum\limits_{n=1}^{\infty} \frac{2n+1}{n\cdot (n+1)} = \sum\limits_{n=1}^{\infty} a_n

a_n = \frac{2n+1}{n\cdot (n+1)}

Рассмотрим ряд

\sum\limits_{n=1}^{\infty} \frac{1}{n} = \sum\limits_{n=1}^{\infty} b_n

Используем предельный признак сравнения:

\lim\limits_{n\to \infty} \frac{a_n}{b_n} = \lim\limits_{n\to \infty} \frac{\frac{2n+1}{n\cdot (n+1)}}{\frac{1}{n}} =

= \lim\limits_{n\to \infty} \frac{2n+1}{n+1} = \lim\limits_{n\to \infty} \frac{2+\frac{1}{n}}{1+\frac{1}{n}} = 2

Значит ряды \sum\limits_{n=1}^{\infty} a_n и \sum\limits_{n=1}^{\infty} b_n

сходятся или расходятся одновременно, но ряд

\sum\limits_{n=1}^{\infty} b_n = \sum\limits_{n=1}^{\infty} \frac{1}{n}

это гармонический ряд, который расходится. Значит и ряд

\sum\limits_{n=1}^{\infty} a_n = \sum\limits_{n=1}^{\infty} \frac{2n+1}{n\cdot (n+1)}

расходится.

Исследуем данный в задании ряд на условную сходимость. Используем признак Лейбница. Ряд знакочередующийся.

a_{n+1} = \frac{2\cdot(n+1) + 1}{(n+1)\cdot (n+1+1)} = \frac{2n+3}{(n+1)\cdot (n+2)}

\frac{a_{n+1}}{a_n} = \frac{\frac{2n+3}{(n+1)\cdot (n+2)} }{\frac{2n+1}{n\cdot(n+1)}} =

= \frac{2n+3}{2n+1} \cdot \frac{n}{n+2} = \frac{2n^2 +3n}{2n^2 + 4n + n + 2} =

= \frac{2n^2 + 3n}{2n^2 + 5n + 2} < 1

т.к. 2n^2 + 3n < 2n^2 + 5n + 20 < 2n+2n+1 0.

То есть a_{n+1} < a_n.

То есть последовательность a_n монотонно убвывает.

\lim\limits_{n\to \infty} a_n = \lim\limits_{n\to \infty} \frac{2n+1}{n\cdot (n+1)} =

= \lim\limits_{n\to \infty} \frac{2n+1}{n^2 + n} =

= \lim\limits_{n\to\infty} \frac{\frac{2}{n} + \frac{1}{n^2}}{ 1 + \frac{1}{n}} = 0

То есть последовательность a_n монотонно убвывает и стремится к нулю. Итак, по признаку Лейбница, исходный ряд сходится.

ответ. Сходится условно.

ПОКАЗАТЬ ОТВЕТЫ
Другие вопросы по теме Математика