Как провести исследование абсолютной и условной сходимости ряда Σ((-1)^n)(1/(n-cosn)) на интервале от 1 до бесконечности?
Математика11 классСходимость рядовисследование сходимости рядаабсолютная сходимостьусловная сходимостьряд Σ((-1)^n)(1/(n-cosn))интервал от 1 до бесконечностиматематика 11 класс
Для исследования сходимости ряда Σ((-1)^n)(1/(n-cos(n))) на интервале от 1 до бесконечности, мы будем рассматривать как абсолютную, так и условную сходимость. Давайте разберем шаги, которые необходимо выполнить.
1. Исследование абсолютной сходимости:Для проверки абсолютной сходимости ряда, мы рассмотрим ряд модулей:
Σ|(-1)^n(1/(n-cos(n)))| = Σ(1/(n-cos(n))).
2. Оценка поведения 1/(n-cos(n)):Мы знаем, что значение cos(n) колеблется между -1 и 1. Следовательно, n - cos(n) будет колебаться между n - 1 и n + 1. Таким образом, для больших n, n - cos(n) будет приближаться к n.
Это позволяет нам сделать следующее приближение:
1/(n-cos(n)) ≈ 1/n.
3. Применение критерия сравнения:Теперь мы можем использовать критерий сравнения с известным рядом Σ(1/n),который является гармоническим и расходится.
Сравнивая наши ряды, мы можем сказать, что:
Поскольку ряд Σ(1/(n-cos(n))) расходится, это означает, что ряд Σ((-1)^n(1/(n-cos(n)))) не является абсолютно сходящимся.
2. Исследование условной сходимости:Теперь мы проверим условную сходимость нашего исходного ряда. Для этого используем признак Лейбница для рядов с чередующимися знаками:
Ряд Σ((-1)^n a_n сходится, если:
1. Положительность: a_n = 1/(n-cos(n)) > 0 для n ≥ 1.
2. Убывание: Проверим, что a_n+1 ≤ a_n.
Для этого нужно показать, что:
1/(n+1-cos(n+1)) ≤ 1/(n-cos(n)),
что эквивалентно:
(n-cos(n)) ≤ (n+1-cos(n+1)).
Это не всегда просто проверить, но мы можем утверждать, что для больших n, cos(n) меняется незначительно, и a_n действительно убывает.
3. Предел: lim(n→∞) a_n = lim(n→∞) 1/(n-cos(n)) = 0.
6. Вывод по условной сходимости:Поскольку все условия признака Лейбница выполнены, мы можем заключить, что ряд Σ((-1)^n(1/(n-cos(n)))) сходится условно.
Итог:Ряд Σ((-1)^n(1/(n-cos(n)))) не является абсолютно сходящимся, но является условно сходящимся на интервале от 1 до бесконечности.