根值判别法的两个推广

第14卷第1期2011年1月

STUDIESINC()LLEGE

高等数学研究

MATHEMATICS

Vol-14,No.1Jan..2011

根值判别法的两个推广

龙小胖

(井冈山大学教学系.江西吉安343009)

摘要

讨论正项级数的根值判别法t若将判别极限墅缸_更改为墅洱或墅≯瓦i,则相应结果在

正项级数;根值判别法;敛散性

0173.1

一定条件下将比原判别方法更为精细.且应用范围也有所推广.

关键词

中图分类号

文献标识码A

文章编号1008—1399(2011)01.0045.03

文[1]及文[2]对正项级数的比值判别法进行讨论和推广,得到两个应用更广泛的判别法.本文对正项级数的根值判别法进行研究,得到了两个更一般的结果,即下文的定理1和定理2.

引理1[23如果

证明

当lD<土时,根据(1)式,有优

lim√历瓦了=mn—・∞,Po∞

lim洱=,即<1,

H暑】

利用根值判别法可知级数∑m”口一收敛,再利用引理1得级数∑n。也收敛.

¨=l

口。≥n计1≥O(,2=1,2,…),

则级数∑口。收敛当且仅当级数∑m”。。收敛.

^=l

n;l

。。

引理2

设∑以。与∑6。为两个正项级数,且

同理可得当,9>三时,级数>:盘。发散.m_

存在正整数N,当行>N时,不等式

口埘-*≤6埘一+i(i=O,l,2,…,m计1—7'z“一1)

_咒_72In。n当』D一去时,对级数圣去和蚤志均有

成立,则若级数∑巩收敛必有级数∑n。收敛;若级

H=l

H=l

』D=lim孤了=土,

但前者发散而后者收敛.

定理2

数∑口。发散必有级数∑优发散.

证明

对任意n>m,存在正整数忌及i,其中

O≤i≤m廿1一m‘一1,

设∑口。为正项级数,优为大于1的自

然数.如果

使得

lim瓜一|D

(2)

∥≤以<研‘+i.

由条件可知对充分大的n必成立

口。≤以.

其中i=O,1,2,…,优州一m”一1,则当p<三时级数收敛;当p>三时级数发散;当ID=三时级数的敛m仇散性不能判定.

证明

再依据比较判别法可知引理2成立.

定理1

谬∑n。为正项级数,m为大于1的自

口。一l≤口。(,2=1,2,3,…),

然数.若级数通项满足

当』D<圭时,选取£>o使

’,"

lim汇=-=JD,

H—+∞

(1)

I口+e=r<去,

根据(2)式,存在正整数N,当7l>N时,

则当lD<去时级数收敛;当lD>去时级数发散;而

当ID

一一

f,

5去时级数的敛散性不能判定・拢

一。

江i<lD+e=r<去,

肉为因为

收稿日期:2008—10—08;修改日期:2010一10一15.

作者简介:龙小胖(1949一),男.江西吉安人,教授.主要从事函数论

O<r<二,

研究.Emil:longxiaopan9819@163.co札可选取s>1使

万方数据

46高等数学研究2011年1月

上彬

●一m

并令

巩=

●一矿

则级数∑6。收敛.又

璺溉=姆跞=嘉.

H=1

'}_.∞'I—+∞、\”I

IJ

『lI

故对充分大的咒,有

跞<r<觚,

√口m”+f1‘■r‘<、√Dm”+i’

也即

n埘-+i・<6m一+i.

利用引理2可知级数∑口。收敛.

当_D>上时,可选取£>o,使

lD一£>去,

由极限定义,存在正整数N,当竹>N时,

Ⅸ磊i>p—e>土.

不妨令

6。一土,

则级数∑6。发散.又

跞一石写≤去,故当咒>N时,有

溉<际,

也即成立不等式

6m一+f—<口料一+f.

由引理2知级数∑口。发散.

当p=三时,级数的敛散性不能判定,可参看定

理l证明中的例子.

在使用以上两定理判别级数敛散性时,通常只

需取m=2即可.

容易证明,对满足条件

口什l≤口n

的正项级数∑n。,如果

”=l

lim汇=p<1,

,I’●田

则必有

墼石

如果

万方数据

^—+∞

lim佤=ID>l,

则必有

’,啼∞

lim而=+o。;

如果

且lim而存在,则当

lim汇=1,

”一∞,7z

lim盯<土

时级数∑口。收敛,当

1.

”厂一、1

n一∞,玎

nm√n用一,>一

时级数∑口。发散.

由此可见,定理1给出的判别法较根值判别法

更为精细.

同样,对正项级数∑口。,若

H=l

lim汇=JD,

可以证明,当p<1时,有

lim际=o;当p>l时,有

Iim际=十∞}当p=1且lim以ii存在时,若H—+∞

lim际<土

则级数∑以。收敛,若

H=l

4一∞7"

lim跞>土

则级数∑以。发散.

H=1

这表明定理2给出的判别法也比根值判别法更

为精细.

及妻生区至之华,比值或根值判别法不能判

定理的应用不再详细举例,比如对级数∑e一朽

”Il

别其敛散性,但用本文的定理1或定理2其敛散性

即可判别.

参考文献

[1]汪林,戴正德,杨富春.等.数学分析问题研究与评

注[M].北京:科学出版社.1995;184—185.

[2]龙小胖.姜志诚.正项级数的两个新的判别法[J].井冈

山师范学院学报,2000(6):5—7.

第14卷第1期2011年1月

STUDIESINC()I。LEGE

高等数学研究

MATHEMATICS

V01.14,No.1

Jan..2011

谈解析函数级数展开式的一些应用

杨传富

(南京理工大学应用数学系,江苏南京210094)

摘要通过实例给出解析函数的级数展开式在求留数、积分及收敛级数求和中的具体应用.解析函数;泰勒级数I留数

0174.5

关键词

中图分类号

文献标识码A

文章编号

复变函数是一个重要的数学分支,是其它学科解决实际问题的工具.解析函数级数展开式的求解问题是复变函数教学中的重点内容.级数对于研究数学的内部结构和实际应用都很重要.许多数值方法是以级数理论为基础的.下面,结合复变函数教学,通过实例归纳总结解析函数的级数展开式在求留数、积分及收敛级数求和中的应用.

注1

在解题中从数学审美创造的角度出发,

蚤c叫剃黜.

l008一1399(2011)O卜0047一02

在某些情况下会获得解决问题的突破口.两个求和级数的正弦,余弦三角级数整齐美观,出于对称美的考虑,可进行整体构造并联想到复数.

通过观察、比较、分析,在公式(1)中令

求级数的和

借助复变函数的幂级数展开式,可以解决一类

则有

2去e谚,

三角级数的求和问题.通过转化思想,利用复数的有关知识求解往往能简化解题思路.

运用复级数的展开式

蓦c一”川咝号等芦=

计算得

arctan(÷e廿)=

arctanz=≥:(一1)”1享’_1,IZ,z—l’詈

例1

一z,rl

I<1,(1)

适当选取复数z可得到一些有用的级数求和公式.

求以下两个级数的和:

耋c叫∥舞,

(Departmentof

arctanc丢朗一丢Ln鬻=

蚤c叫州黜+i蚤c—D¨黜,

收稿日期:Z008一06—20;修改日期:20lO—04—27.基金项目:南京理t大学教学改革项目(AB42640).

作者简介:杨传富(1969一),男。安徽六安人。博士.副教授,主要从事

数学研究T作.Emaillchuanfuyang@tom.com.

‘:'●1,oo●o●o●o●o●o●・o-‘o●・o'●o●・=No●o●o●‘:’●o●o●o●o●o●・:'●o●・o●o●o●—争●‘=H—争●‘CH・<H・C>●

一丢(-n等罐铲十iarctan学)=一虿Im—如j矿十1arctan丁J。

上。,,,。。型一三ln<里±!!兰2£旦虿ar吐an丁一im—萌可矿’

TwolW0VariationsVarlatlonSof0tthetneK00tRootTestleSt

LONGXia沪pang

Mathematics.JinggangshanuIliversity,Ji’an343009,PRC)

A晰act:Two

insomesituations.

KeyworcIs:

new

r00t

test5姆而and墅扼石for

are

series

withpositiVeterm

are

introducedandthecorrespondingresults

discussed.These

tests

seemmorepreciseanduseful

positiVeseries,roottest,conVergenceanddiVergencPproperty

万方数据

根值判别法的两个推广

作者:作者单位:刊名:英文刊名:年,卷(期):

龙小胖, LONG Xiao-pang

井冈山大学,数学系,江西,吉安,343009高等数学研究

STUDIES IN COLLEGE MATHEMATICS2011,14(1)

参考文献(2条)

1. 龙小胖;姜志诚 正项级数的两个新的判别法 2000(06)2. 汪林;戴正德;杨富春 数学分析问题研究与评注 1995

本文链接:http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_gdsxyj201101019.aspx

第14卷第1期2011年1月

STUDIESINC()LLEGE

高等数学研究

MATHEMATICS

Vol-14,No.1Jan..2011

根值判别法的两个推广

龙小胖

(井冈山大学教学系.江西吉安343009)

摘要

讨论正项级数的根值判别法t若将判别极限墅缸_更改为墅洱或墅≯瓦i,则相应结果在

正项级数;根值判别法;敛散性

0173.1

一定条件下将比原判别方法更为精细.且应用范围也有所推广.

关键词

中图分类号

文献标识码A

文章编号1008—1399(2011)01.0045.03

文[1]及文[2]对正项级数的比值判别法进行讨论和推广,得到两个应用更广泛的判别法.本文对正项级数的根值判别法进行研究,得到了两个更一般的结果,即下文的定理1和定理2.

引理1[23如果

证明

当lD<土时,根据(1)式,有优

lim√历瓦了=mn—・∞,Po∞

lim洱=,即<1,

H暑】

利用根值判别法可知级数∑m”口一收敛,再利用引理1得级数∑n。也收敛.

¨=l

口。≥n计1≥O(,2=1,2,…),

则级数∑口。收敛当且仅当级数∑m”。。收敛.

^=l

n;l

。。

引理2

设∑以。与∑6。为两个正项级数,且

同理可得当,9>三时,级数>:盘。发散.m_

存在正整数N,当行>N时,不等式

口埘-*≤6埘一+i(i=O,l,2,…,m计1—7'z“一1)

_咒_72In。n当』D一去时,对级数圣去和蚤志均有

成立,则若级数∑巩收敛必有级数∑n。收敛;若级

H=l

H=l

』D=lim孤了=土,

但前者发散而后者收敛.

定理2

数∑口。发散必有级数∑优发散.

证明

对任意n>m,存在正整数忌及i,其中

O≤i≤m廿1一m‘一1,

设∑口。为正项级数,优为大于1的自

然数.如果

使得

lim瓜一|D

(2)

∥≤以<研‘+i.

由条件可知对充分大的n必成立

口。≤以.

其中i=O,1,2,…,优州一m”一1,则当p<三时级数收敛;当p>三时级数发散;当ID=三时级数的敛m仇散性不能判定.

证明

再依据比较判别法可知引理2成立.

定理1

谬∑n。为正项级数,m为大于1的自

口。一l≤口。(,2=1,2,3,…),

然数.若级数通项满足

当』D<圭时,选取£>o使

’,"

lim汇=-=JD,

H—+∞

(1)

I口+e=r<去,

根据(2)式,存在正整数N,当7l>N时,

则当lD<去时级数收敛;当lD>去时级数发散;而

当ID

一一

f,

5去时级数的敛散性不能判定・拢

一。

江i<lD+e=r<去,

肉为因为

收稿日期:2008—10—08;修改日期:2010一10一15.

作者简介:龙小胖(1949一),男.江西吉安人,教授.主要从事函数论

O<r<二,

研究.Emil:longxiaopan9819@163.co札可选取s>1使

万方数据

46高等数学研究2011年1月

上彬

●一m

并令

巩=

●一矿

则级数∑6。收敛.又

璺溉=姆跞=嘉.

H=1

'}_.∞'I—+∞、\”I

IJ

『lI

故对充分大的咒,有

跞<r<觚,

√口m”+f1‘■r‘<、√Dm”+i’

也即

n埘-+i・<6m一+i.

利用引理2可知级数∑口。收敛.

当_D>上时,可选取£>o,使

lD一£>去,

由极限定义,存在正整数N,当竹>N时,

Ⅸ磊i>p—e>土.

不妨令

6。一土,

则级数∑6。发散.又

跞一石写≤去,故当咒>N时,有

溉<际,

也即成立不等式

6m一+f—<口料一+f.

由引理2知级数∑口。发散.

当p=三时,级数的敛散性不能判定,可参看定

理l证明中的例子.

在使用以上两定理判别级数敛散性时,通常只

需取m=2即可.

容易证明,对满足条件

口什l≤口n

的正项级数∑n。,如果

”=l

lim汇=p<1,

,I’●田

则必有

墼石

如果

万方数据

^—+∞

lim佤=ID>l,

则必有

’,啼∞

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如果

且lim而存在,则当

lim汇=1,

”一∞,7z

lim盯<土

时级数∑口。收敛,当

1.

”厂一、1

n一∞,玎

nm√n用一,>一

时级数∑口。发散.

由此可见,定理1给出的判别法较根值判别法

更为精细.

同样,对正项级数∑口。,若

H=l

lim汇=JD,

可以证明,当p<1时,有

lim际=o;当p>l时,有

Iim际=十∞}当p=1且lim以ii存在时,若H—+∞

lim际<土

则级数∑以。收敛,若

H=l

4一∞7"

lim跞>土

则级数∑以。发散.

H=1

这表明定理2给出的判别法也比根值判别法更

为精细.

及妻生区至之华,比值或根值判别法不能判

定理的应用不再详细举例,比如对级数∑e一朽

”Il

别其敛散性,但用本文的定理1或定理2其敛散性

即可判别.

参考文献

[1]汪林,戴正德,杨富春.等.数学分析问题研究与评

注[M].北京:科学出版社.1995;184—185.

[2]龙小胖.姜志诚.正项级数的两个新的判别法[J].井冈

山师范学院学报,2000(6):5—7.

第14卷第1期2011年1月

STUDIESINC()I。LEGE

高等数学研究

MATHEMATICS

V01.14,No.1

Jan..2011

谈解析函数级数展开式的一些应用

杨传富

(南京理工大学应用数学系,江苏南京210094)

摘要通过实例给出解析函数的级数展开式在求留数、积分及收敛级数求和中的具体应用.解析函数;泰勒级数I留数

0174.5

关键词

中图分类号

文献标识码A

文章编号

复变函数是一个重要的数学分支,是其它学科解决实际问题的工具.解析函数级数展开式的求解问题是复变函数教学中的重点内容.级数对于研究数学的内部结构和实际应用都很重要.许多数值方法是以级数理论为基础的.下面,结合复变函数教学,通过实例归纳总结解析函数的级数展开式在求留数、积分及收敛级数求和中的应用.

注1

在解题中从数学审美创造的角度出发,

蚤c叫剃黜.

l008一1399(2011)O卜0047一02

在某些情况下会获得解决问题的突破口.两个求和级数的正弦,余弦三角级数整齐美观,出于对称美的考虑,可进行整体构造并联想到复数.

通过观察、比较、分析,在公式(1)中令

求级数的和

借助复变函数的幂级数展开式,可以解决一类

则有

2去e谚,

三角级数的求和问题.通过转化思想,利用复数的有关知识求解往往能简化解题思路.

运用复级数的展开式

蓦c一”川咝号等芦=

计算得

arctan(÷e廿)=

arctanz=≥:(一1)”1享’_1,IZ,z—l’詈

例1

一z,rl

I<1,(1)

适当选取复数z可得到一些有用的级数求和公式.

求以下两个级数的和:

耋c叫∥舞,

(Departmentof

arctanc丢朗一丢Ln鬻=

蚤c叫州黜+i蚤c—D¨黜,

收稿日期:Z008一06—20;修改日期:20lO—04—27.基金项目:南京理t大学教学改革项目(AB42640).

作者简介:杨传富(1969一),男。安徽六安人。博士.副教授,主要从事

数学研究T作.Emaillchuanfuyang@tom.com.

‘:'●1,oo●o●o●o●o●o●・o-‘o●・o'●o●・=No●o●o●‘:’●o●o●o●o●o●・:'●o●・o●o●o●—争●‘=H—争●‘CH・<H・C>●

一丢(-n等罐铲十iarctan学)=一虿Im—如j矿十1arctan丁J。

上。,,,。。型一三ln<里±!!兰2£旦虿ar吐an丁一im—萌可矿’

TwolW0VariationsVarlatlonSof0tthetneK00tRootTestleSt

LONGXia沪pang

Mathematics.JinggangshanuIliversity,Ji’an343009,PRC)

A晰act:Two

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KeyworcIs:

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r00t

test5姆而and墅扼石for

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are

introducedandthecorrespondingresults

discussed.These

tests

seemmorepreciseanduseful

positiVeseries,roottest,conVergenceanddiVergencPproperty

万方数据

根值判别法的两个推广

作者:作者单位:刊名:英文刊名:年,卷(期):

龙小胖, LONG Xiao-pang

井冈山大学,数学系,江西,吉安,343009高等数学研究

STUDIES IN COLLEGE MATHEMATICS2011,14(1)

参考文献(2条)

1. 龙小胖;姜志诚 正项级数的两个新的判别法 2000(06)2. 汪林;戴正德;杨富春 数学分析问题研究与评注 1995

本文链接:http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_gdsxyj201101019.aspx


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