第十章 数项级数
§1 级数问题的提出
1.证明:若微分方程有多项式解
则必有
2.试确定系数使满足勒让德方程
§2 数项级数的收敛性及其基本性质
1.求下列级数的和:
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
2.讨论下列级数的敛散性:
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
3.证明定理10.2.
4.设级数各项是正的,把级数的项经过组合而得到新级数即
,
其中若收敛,证明原来的级数也收敛.
§3 正项级数
1.判别下列级数的收敛性:
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
(7)
(8)
(9)
(10)
(11)
(12)
(13)
(14)
(15)
(16)
(17)
(18)
(19)
(20)
(21)
(22)
(23)
2.利用泰勒公式估算无穷小量的阶,从而判别下列级数的收敛性:
(1)
(2)
(3)
(4)
3.已知两正项级数和发散,问,两级数的收敛性如何?
4.若正项级数收敛,,求证.
5.设
求证:(1) 收敛;
(2)
6.讨论下列级数的收敛性:
(1)
(2)
(3)
(4)
7.利用拉阿比判别法研究下列级数的收敛性:
(1)
(2)
8.设且,求证.反之是否成立?
9.利用级数收敛的必要条件证明:
(1)
(2)
10.设,且数列有界,证明级数收敛.
11.设正项级数收敛,证明也收敛.
12.设,求证:
(1) 当时, 收敛;
(2) 当时, 发散.
问时会有什么结论?
§4 一般项级数
1.讨论下列级数的收敛性:
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
(7)
(8)
(9)
(10)
(11) ;
(12)
(13)
(14)
(15)
(16)
2.讨论下列级数是否绝对收敛或条件收敛:
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
(7)
(8)
(9)
(10)
(11)
(12)
(13)
(14)
3.利用柯西收敛原理判别下列级数的敛散性:
(1)
(2)
4.求证:若级数收敛,则级数收敛.但反之不成立,请举出例子.
5.若级数收敛,且,问是否能断定也收敛?研究例子
6.证明:若级数及都收敛,且
则级数也收敛,若级数与都发散,问级数的收敛性如何?
7.证明:若收敛,则当时,也收敛. 若发散,则当时, 也发散.
8.求证:若数列有极限,收敛,则也收敛.
9.求证:若绝对收敛,收敛,则收敛.
10.求证:若级数和都收敛,则级数
也收敛.
11.设正项数列单调上升且有界,求证:
收敛.
12.对数列,定义,求证:
(1) 如果有界,收敛,且,则收敛,且有
(2) 如果与都收敛,则收敛.
13.设收敛,且,求证:
收敛,并且
14.下列是非题,对的请给予证明,错的请举出反例:
(1) 若,则收敛;
(2) 若,则收敛;
(3) 若收敛,则收敛;
(4) 若收敛,则绝对收敛;
(5) 若发散,则不趋于0;
(6) 若收敛,,则收敛;
(7) 若收敛, ,则收敛;
(8) 若收敛,则收敛;
(9) 若收敛,,则.
15.求下列极限(其中)
(1)
(2)
§5 无穷级数与代数运算
1.不用柯西准则,求证:如果,则也收敛.
2.设收敛,求证:将相邻奇偶项交换后所成的级数收敛,且具有相同的和数.
3.求证:由级数重排所得的级数
发散.
4.证明:若条件收敛,则可把级数重排,使新级数部分和数列有一子数列趋向于,有一子数列趋向.
5.已知,是欧拉常数,,求证:
(1) ;
(2) 若把级数的各项重排,而使依次个正项的一组与依次个负项的一组相交替,则新级数的和为.
6.求证:级数的平方(柯西乘积)是收敛的.
7.令,求证.
8.证明:若级数的项加括号后所成的级数收敛,并且在同一个括号内项的符号相同,那么去掉括号后,此级数亦收敛;并由此考察级数
的收敛性.