Loading [MathJax]/jax/output/SVG/jax.js

Признак Даламбера

Признак Даламбера сходимости ряда в форме неравенств

Формулировка

Пусть дан ряд с положительными слагаемыми:

n=1an=a1+a2++an+
an>0

Если начиная с какого-то номера n0ϵN n>n0 выполняется неравенство an+1anq<1 qϵR, то ряд сходится.
Если же n0ϵN:n>n0 an+1an1, то ряд расходится.

Доказательство

Рассмотрим неравенство an+1anq для n=1 и n=2.

n=1:a2a1qa2qa1
n=2:a3a2qa3qa2q2a1

Таким образом n будет справедливо неравенство anqn1a1. При этом ряд n=1qn1a1 является сходящимся, а значит по признаку сравнения в форме неравенств ряд n=1an тоже сходится.

Если an+1an1, то справедливо неравенство an+1an>0, что противоречит необходимому условию сходимости ряда (limnan=0). Значит ряд n=1an расходится.

Иногда на практике удобнее использовать следствие из данной теоремы.

Следствие(признак Даламбера сходимости ряда в предельной форме)

Формулировка

Пусть дан ряд с положительными слагаемыми:

n=1an=a1+a2++an+
an>0

Если существует предел:

limnan+1an=K

Тогда:

  1. Если K<1, то ряд сходится.
  2. Если K>1, то ряд расходится.
  3. Если K=1, то признак не дает возможности сказать что-либо о сходимости данного ряда.

Доказательство

Пусть limnan+1an=K. Из определения предела запишем: ε>0Nε:n>Nε|an+1anK|<εKε<an+1an<K+ε. Если K<1, то положим ε=1K2, тогда q=K+ε<1 и тогда по признаку Даламбера в форме неравенств ряд сходится. Если же K>1, то положим ε=K12, тогда q=Kε>1, а значит ряд расходится. Для случая K=1 приведем пример сходящегося и расходящегося рядов. Ряд вида n=11n расходится и при этом limnnn+1=1. В то же время ряд n=11n2 сходится и при этом limnn2(n+1)2=limnn2n2+2n+1=1.

Пример

Дан ряд n=1ann!. Определить характер сходимости ряда.

Воспользуемся  признаком Даламбера в предельной форме.

limnan+1(n+1)!ann!=limnan+1=0<1.

Значит исходный ряд сходится.

Тест

Предлагаем пройти тесты и закрепить пройденный материал

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *