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交错级数都收敛吗

来源 :华课网校 2024-06-21 15:47:11

交错级数是指由一系列正项和负项交替组成的级数。在数学分析中,人们经常关注交错级数的收敛性质。那么,交错级数是否一定收敛呢?

首先,我们来看一个经典的例子:莱布尼茨交错级数。该级数的通项公式为 $(-1)^\frac$。莱布尼茨交错级数的前几项为:

$$1-\frac+\frac-\frac+\frac-\frac+\cdots$$

通过计算,我们可以发现这个级数是收敛的,并且其极限值为 $\ln 2$。这个结果可以通过莱布尼茨判别法得到,即该级数的通项公式满足单调递减且趋于零。

然而,事实上,并不是所有的交错级数都收敛。例如,下面这个级数

$$1-\frac+\frac-\frac+\frac-\frac+\frac-\frac+\cdots$$

也是交错级数,但是它不收敛。这是因为它的通项公式 $(-1)^\frac$ 不满足单调递减的条件。

另外,还有一些特殊的交错级数,它们的收敛性质不太容易确定。例如,如果我们将莱布尼茨交错级数的通项公式稍作修改,变成 $(-1)^\frac$,那么这个级数就不再收敛。类似地,如果我们将莱布尼茨交错级数的通项公式改成 $(-1)^\frac{\sqrt}$,那么这个级数也不收敛。

综上所述,交错级数并不一定都收敛。收敛与否取决于其通项公式是否满足单调递减的条件。对于一些特殊的交错级数,它们的收敛性质可能需要经过更为深入的分析才能确定。

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