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怎么判断无穷级数tan[1/(n*n)]的收敛性?

无穷级数的收敛性判断是大学高等数学考试、硕士研究生入学考试中经常会遇到的问题。笔者对怎么判断无穷级数tan[1/(n*n)]的收敛性的方法进行了整理,与大家分享!
工具/原料

高等数学教材

方法/步骤
1

首先,判断无穷级数tan[1/(n*n)]是正项级数还是交错级数,如图所示,根据三角函数tanx的性质及1/(n*n)的取值区间可知:无穷级数tan[1/(n*n)]是正项级数。

2

对于正项级数,是不存在条件收敛的情况的,所以,只需判断无穷级数tan[1/(n*n)]是绝对收敛的还是发散的。

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根据达朗贝尔判别法(也称比值审敛法),需要判断当n趋向于无穷大时,tan{1/[(n+1)*(n+1)]}和tan[1/(n*n)]的比值是否小于1。

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考虑到当n趋向于无穷大时,tan{1/[(n+1)*(n+1)]}和tan[1/(n*n)]都是无穷小量,根据泰勒公式以及等价无穷小相关知识(x~tanx)可作如图所示化简。

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于是,我们得到当n趋向于无穷大时,tan{1/[(n+1)*(n+1)]}和tan[1/(n*n)]的比值是小于1的。

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返回再看达朗贝尔判别法,可以得出结论:无穷级数tan[1/(n*n)]是绝对收敛的。

注意事项

有关达朗贝尔判别法的具体介绍,请参考同济大学出版社出版的《高等数学·下册》。

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