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8-7 正项级数的比阶判别法在线视频

8-7 正项级数的比阶判别法

下一节:8-8 正项级数的比值判别法

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8-7 正项级数的比阶判别法课程教案、知识点、字幕

前面我们说过

如果在正项级数的

比较判敛法的极限形式里面

我们把其中的一个级数

取成我们熟悉的p级数

我们就会得到

正项级数的比阶判敛法

具体的说

比阶判敛法的内容是这样子的

比阶判敛法写成一个定理

比阶判敛法我们写成一个定理的形式

也就是说我们假设an是大于等于0的

而且an除上n的p次方分之一

也就是n的p次方乘上an

在n趋向无穷时的极限

是存在等于c或者是说无穷大量

那么我们就会得到两个结果

第一个结果就是说

如果c是大于等于0

或者是小于正无穷

也就是强调这时候它的极限存在

极限值等0或者是一个不等于0的数

如果p又是一个大于1的时候

我们就知道级数an它是收敛的

第二个结论是如果

它的极限存在但是不等0

或者说极限不存在

这个比值是个正无穷大量

而且这个时候p小于等于1

那么我们的结论是

以an为通项的级数就是发散的

所谓的比阶判敛法

实际上我们看一下

就是说对正项级数来说

因为它收敛的必要条件

是它的通项是无穷小量

那大家看一下比阶判敛法给的

也就是说在p大于1时

如果我们这个an

与这个n的p次方分之一相比

是高阶无穷小或者是同阶无穷小

那么

以它为通项的级数就是收敛的

如果 在p小于等于1时

我们这个an与这个n的p次方分之一

是同阶无穷小

甚至是低阶无穷小的时候

那么 它就是发散的

实际上这个结论

我们就利用p级数的收敛性结论

和比较判敛法的极限形式

我们直接可以得到

因为在p大于1时

我们的p级数是收敛的

如果我们an比上p级数的通项

是等于0 极限

或者说是等于一个确定的值

这时候自然我们就会得到

以an为通项的级数是收敛的

同样的在p小于等于1时

我们的p级数是发散的

所以说 当an比上n的p次方分之一

它的极限是个大于0的数

或者甚至是无穷大量时

那么以an为通项的级数

自然是发散的

我想这是关于正项级数的比阶判敛法

整个比阶判敛法我们使用的时候

就把它理解成

说正项级数收敛与否

我们主要就是看

通项这个无穷小量的阶

如果阶是大于1那么它就是收敛的

如果它的阶是小于等于1

它就是发散的

接下来用这个比阶判敛法来讨论

几个级数的敛散性问题

第一个我们看一下

n等于1到无穷

sin n分之一这个级数

这当然是个正项级数

而且我们知道在n趋向于无穷时

它当然通项是趋向0的

那我们为了说明它是收敛还是发散

我们可以这样说

也就是 因为n趋向于无穷时

sin n分之一比上n分之一

这个是个重要极限

它应该是等1

而且我们还知道

n等于1到无穷对n分之一求和

这个级数这是调和级数

它是发散的

所以我们的结论就是

我们考虑的这个级数

sin n分之一做通项

n从1到无穷 它也是发散的

因为这个比值就说明

这个正项级数它与n分之一是等价的

所以说它的阶是1

自然它就是发散的

这是第一个例子

第二个例子我们来看这个简单级数

也就是我们看一下

n等1到无穷ln1加上n方分之一

这个级数

因为这个括号里面是值是大于1的

所以这当然是正项级数

我们为了说清楚这个级数的敛散性

我们可以这样说

也就是 因为n趋向于无穷时

ln1加上n方分之一除上n方分之一

极限是1

而且我们知道这个级数

n从1到无穷n方分之一

它是收敛的 它是收敛的

所以我们的结果是 就是原级数收敛

也就是n从1到无穷ln1加上n方分之一

它是收敛的

这是这个例子

接下来我们看第三个级数

第三个级数我们就看一下

是n从1到无穷括号里面是

1减掉cosn分之x 其中x是个参数

我们来讨论这个级数的敛散性

因为咱们知道cos的值总是不大于1的

所以说这当然是一个非负项级数

那我们来讨论它的敛散性的时候

我们就这样来看

如果x等0 当然它肯定是收敛的

因为如果x等0的时候cos0是等1的

这个通项就是0

所以说x等0是没有问题的

那接下来如果x不等0

也就是x如果是不等0的时候

那我们知道这个 我们可以让

n趋向于无穷1减掉cosn分之x

我们这样做比较

就是比上n方分之一

那我们为了用上重要极限

我们在这个地方给它补一个x平方

这个地方再给它乘一个x平方

这个极限在n趋向无穷时

它应该是趋向二分之一的

所以说最后

这个极限就是二分之一倍的x平方

这当然相对于n来说是个确定的值

而且我们知道这个级数是收敛的

也就是n从1到无穷n的平方分之一

它是收敛的

所以这个时候我们也能说清楚

我们这个级数是收敛的

也就是说这个级数无论x等0还是不等0

它都应该是收敛的级数

这是第三个例子

接下来我们来看第四个例子

也就是讨论一下n从1到无穷

n的1+n分之一次方分之一

这个级数

我们在讨论p级数的时候

曾经碰到过类似的形式

但是对于p级数来说

我们这个通项里面

n的p次方分之一

这个p相对n来说是个常数

当时我们的结论是

只要这个p大于1它就是收敛的

那大家看一下我们这个题目

在指数部分是1+n分之一

1+n分之一当然是大于1的

但是这个时候

我们能不能说这个级数就是收敛的

实际上我们看一下

我们可以这样来讨论这个级数的敛散性

也就是因为在n趋向于无穷时

我们这个n的1+n分之一次方分之一

与n分之一做比较

它也就等于就是n趋向于无穷时

根下 n次根下n分之一

而这个极限 这个分母的极限

在讨论数列极限时

我们是可以用极限的定义证明

这个极限是1的

也就是说这个极限应该等1

换句话说这个正项级数的通项

它应该是一阶无穷小量

一阶无穷小量

那么调和级数是发散的

所以说我们知道这个级数是发散的

具体写法请同学们自己写上

这是第四个例子

最后我们再来看这个例子

也就是我们来讨论一下

n从1到无穷 然后这面地方是

n加上二分之一乘上ln1

加上n分之一再减掉1

就讨论这个级数的敛散性

当然 这个级数本身

它的通项是不是大于0

实际上

我们一眼看上去并不是很明显

但是我们来做这个问题的时候

级数收敛它的必要条件

肯定得通项是无穷小量

所以我们为了看一看

它的通项到底是不是无穷小量

或者是几阶无穷小

那我要动用一下

对对数函数我们有关的结论

实际上在n趋向无穷时

n分之一是趋向于0的

所以1+n分之一是接近1的

那么大家想这个时候

我们是不是可以用所谓的

迈克劳林公式对这个ln1+n分之一

给它做展开

展开之后它的第一项应该是n分之一

第二项应该是减掉

二分之一倍的n分之一

第三项应该是加上三分之一倍的

第二项应该是二分之一倍的

n的平方分之一

第三项应该是加上

三分之一倍的n的三次方分之一

最后我扔掉的是

n的三次方分之一的高级无穷小

我这样写开之后我们看一下

在这个基础上我再乘上n+2分之一

所以说n+2分之一乘上ln1加n分之一

它应该就等于 把n乘进来

这就是1减掉一个2n分之一

再加上一个3n方分之一

再加一个小o n的平方分之一

这就把n乘进来

我们再把二分之一乘进来

把二分之一乘进来应该是

加上一个2n分之一

然后减掉一个四分之一

这就是n的平方分之一

这边乘进来之后

因为我这里已经是

平方分之一的高级无穷小

所以我直接把这项也扔掉

它也是平方分之一的高阶无穷小

这样一做的时候那我们这两个就消掉

而这两个合并起来

应该就等于1加上12分之一倍的

n的平方分之一 n的平方分之一

再加上小o n的平方分之一

这就是在我们这个级数里面

通项里面的第一项展开之后

它与n的关系

那么我们在这个基础上把1减掉

减掉之后

我们这个级数的通项

与n的关系应该是这个关系

它的首项应该是n的平方分之一

系数是大于0的

而后面这个应该是比

n的平方分之一更高阶的无穷小

也就是说只要我的n充分大

那么我就能保证这个级数通项

一定与这个第一项是同号的

所以说

在n充分大时它肯定是一个正项级数

而正项级数我们来判断它的敛散性的时候

我们主要就是看他的阶

写到这大家是不是可以这样说

因为这个正项级数的通项

除上n的平方分之一

在n趋向无穷时的极限是12分之一

而且以n的平方分之一

做通项的级数是收敛的

所以说根据比阶判敛法

我们知道我们这个级数是收敛的

关于最后一个例题是已经告诉我们

对一个一般的级数来说

如果你想用比阶判敛法

来说明它的敛散性的时候

实际就要想办法

来说清楚它通项的阶的阶数

而泰勒公式或者是迈克劳林公式

是我们判断无穷小量阶最有效的工具

所以说如果我们直观上

看不出它的阶的大小来的时候

我们可以想一想能不能用

泰勒公式或者是迈克劳林公式

来判断这个通项的阶

微积分——极限理论与一元函数课程列表:

序言

-序言

--序言

第一章 实数与函数

-第一节 实数集的界与确界

--实数集的界

--实数集的确界

-第一节思考与练习

--思考题

--练习题

-第二节 函数的概念

--函数定义与函数图形

--分段函数与隐函数

-第二节思考与练习

--思考题

--练习题

-第三节 函数的运算

--函数的四则运算与复合运算

--函数的反函数

-第三节思考与练习

--思考题

--练习题

-第四节 函数的初等性质

--函数的有界性,奇偶性

--函数的周期性,单调性

--函数的凸性

-第四节思考与练习

--思考题

--练习题

-第五节 初等函数

--初等函数

-第五节思考与练习

--思考题

--练习题

-第六节 极坐标方程与参数方程表示的几种曲线

--极坐标系与点的极坐标,极坐标方程表示的几种曲线

--参数方程表示的几种曲线

第二章 极限论

-第一节 数列极限的概念与性质

--数列的概念,数列极限的概念(1)

--数列极限的概念(2)

--数列极限的性质及四则运算法则

--无穷大量

-第一节思考与练习

--思考题

--第二章 极限论--第一节思考与练习

-第二节 数列极限存在的充分条件

--数列极限存在的充分条件

--单调有界收敛定理

-第二节思考与练习

--思考题

--第二章 极限论--第二节思考与练习

-第三节 Bolzano定理与Cauchy收敛准则

--Bolzano定理与Cauchy收敛准则

--区间套定理与Bolzano定理

--Cauchy收敛准则

-第三节思考与练习

--思考题

--第二章 极限论--第三节思考与练习

-第四节 函数极限的概念与性质

--函数极限的概念

--函数极限的性质

-第四节思考与练习

--思考题

--第二章 极限论--第四节思考与练习

-第五节 函数极限的运算

--函数极限的四则运算与复合函数的极限

--夹逼定理与重要极限

-第五节思考与练习

--思考题

--第二章 极限论--第五节思考与练习

-第六节 无穷小量及其(阶的)比较

--无穷小量与无穷大量的概念与性质

--无穷小量的比较

-第六节思考与练习

--思考题

--第二章 极限论--第六节思考与练习

第三章 连续函数

-第一节 连续函数的概念与性质

--函数在一点连续的概念

--间断点的分类

--连续函数的性质

--连续函数的运算与初等函数的连续性

-第一节 思考与练习

--思考题

--第三章 连续函数--第一节 思考与练习

-第二节 闭区间上连续函数的性质

--闭区间上连续函数的性质

-第二节 思考与练习

--思考题

--第三章 连续函数--第二节 思考与练习

-第三节 函数的一致连续性

--一致连续的概念

--一致连续的必要条件

--闭区间上连续与一致连续的等价性

-第三节 思考与练习

--思考题

--第三章 连续函数--第三节 思考与练习

第四章 导数与微分

-第一节 导数与微分的概念

--导数的概念

--单侧导数、可导与连续的关系

--导数的几何意义

--微分概念

-第一节 思考与练习

--思考题

--第四章 导数与微分--第一节 思考与练习

-第二节 导数与微分的运算

--导数的四则运算

--复合函数的求导法(链导法则)

--反函数求导法

-第二节 思考与练习

--思考题

--第四章 导数与微分--第二节 思考与练习

-第三节 几种特殊函数的求导法、高阶导数

--几种特殊函数的求导法

--参数方程求导法与对数求导法

--高阶导数

-第三节 思考与练习

--思考题

--第四章 导数与微分--第三节 思考与练习

第五章 导数应用

-第一节 微分中值定理

--Fermat定理

--Rolle定理

--Lagrange中值定理

--Cauchy中值定理

-第一节 思考与练习

--思考题

--第五章 导数应用--第一节 思考与练习

-第二节 L'Hospital 法则

--0/0型不定式

--∞/∞型不定式

--其他形式的不定式

-第二节 思考与练习

--思考题

--第五章 导数应用--第二节 思考与练习

-第三节 函数的单调性与极值

--函数的单调性

--函数的极值

--函数最值的求法

-第三节 思考与练习

--思考题

--第五章 导数应用--第三节 思考与练习

-第四节 函数的凸性与拐点

--函数凸性的判别法

--拐点

--曲线的渐近性

-第四节 思考与练习

--思考题

--第五章 导数应用--第四节 思考与练习

-第五节 Taylor 公式

--带有Peano型余项的Taylor 公式

--带有Lagrange型余项的Taylor公式

--Maclaurin公式

--Taylor公式的应用(一)

--Taylor公式的应用(二)

-第五节 思考与练习

--思考题

--第五章 导数应用--第五节 思考与练习

第六章 原函数与不定积分

-第一节 概念与性质

--原函数的概念

--原函数存在的充分条件

--6-1视频纠正

--原函数存在的必要条件

--不同原函数之间的关系

--不定积分的概念与性质

--简单函数求不定积分

-第一节思考与练习

--思考题

--第六章 原函数与不定积分--第一节思考与练习

-第二节 换元积分法

--第一换元法

--第二换元法

-第二节思考与练习

--思考题

--第六章 原函数与不定积分--第二节思考与练习

-第三节 分部积分法

--分步积分法

-第四节 有理函数的积分

--四个特殊函数的不定积分

--有理分式函数的化简

--html

--有理分式函数的不定积分

--三角有理函数化成分式有理函数

--三角有理函数的不定积分

--第六章 原函数与不定积分--第四节思考与练习

-第五节 简单无理式的积分

--无理函数的有理化

--第六章 原函数与不定积分--第五节思考与练习

第七章 定积分

-第一节 积分概念与积分存在条件

--定积分的概念

-- 函数的可积性

--第七章 定积分--第一节思考与练习

-第二节 定积分的性质

--定积分的性质

--定积分性质的应用

-第三节 变上限积分与Newton—Leibniz公式

--变上限积分

--复合变限积分

--变限积分所定义的函数

--Newton-Leibniz公式

--定积分的计算

--第七章 定积分--第三节思考与练习

-第四节 定积分的换元积分法与分部积分法

--定积分的计算-换元法

--定积分的计算-分部积分法

--分段函数定积分的计算

--第七章 定积分--第四节思考与练习

-第五节 定积分的几何应用

--平面区域的面积

--曲线的弧长

--平面曲线的曲率

--旋转体体积与表面积

--第七章 定积分--第五节思考与练习

-第六节 定积分的物理应用

--物理应用简介

-第七节 反常积分

--反常积分

--非负函数无穷积分的收敛性

--一般函数无穷积分的收敛性

--其他无穷积分

--无界函数的反常积分---瑕积分

--无界函数、无界区间上的反常积分

--第七章 定积分--第七节思考与练习

第八章 级数

-第一节 数项级数的概念与性质

--8-1 数项级数的概念

--8-2 级数收敛的概念

--8-3 级数收敛的性质

--8-4 级数收敛的Cauchy准则

--8-5 正项级数的概念

--8-6 正项级数的比较判别法

--8-7 正项级数的比阶判别法

--8-8 正项级数的比值判别法

--第八章 级数--第一节 思考与练习

-第二节 正项级数的收敛判别法

--正项级数的根式判敛法

--正项级数的积分判别法

--第八章 级数--第二节 思考与练习

-第三节 任意项级数

--交错项级数

--交错项级数判敛举例

--绝对值判敛法

--绝对收敛与条件级数收敛的性质

--绝对收敛级数的交换律

--条件收敛级数的Riemann定理

--第八章 级数--第三节 思考与练习

-第四节 函数级数

--函数项级数的概念、逐点收敛性

--函数项级数的一致收敛性-概念

--函数项级数的一致收敛性-判断

--一致收敛的函数项级数和函数的分析性质(1)

--一致收敛的函数项级数和函数的分析性质(2)

--一致收敛的函数项级数和函数的分析性质(3)

--第八章 级数--第四节 思考与练习

-第五节 幂级数

--Abel判别法

--收敛半径与收敛域

--幂级数的分析性质

--无穷可导函数的幂级数展开

--幂级数求和

--第八章 级数--第五节思考与练习

-第六节 傅里叶级数

--三角函数的正交性

--奇函数与偶函数的形式Fourier展开和周期开拓

--其他函数的周期函数的形式Fourier展开

--Fourier级数的收敛性

--第八章 级数--第六节思考与练习

8-7 正项级数的比阶判别法笔记与讨论

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