咨询特定级数的敛散性判别方法:积分与比较判别法选哪个
级数敛散性判别建议
嘿,针对你给出的这个级数:
$$ \sum_{n=2}^{\infty} \frac{(ln(n+1)+n)a}{ln2(n)}, a>1 $$
其实不用纠结积分判别法,**比较判别法(甚至更基础的级数收敛必要条件)**就能快速得出结论,咱们一步步理清楚:
- 先观察通项的量级:当n趋向于无穷大时,$\ln(n+1)$的增长速度远远慢于n,属于$o(n)$(小o记号,表示$\ln(n+1)$相对于n可以忽略),因此$(ln(n+1)+n)a$和$na$是等价无穷大,即$(ln(n+1)+n)^a \sim n^a$。
- 基于此,通项可近似为$\frac{na}{\ln2 n}$。因为$a>1$,$na$的增长速度远快于$\ln2 n$,所以当$n \to \infty$时,$\frac{na}{\ln2 n}$会趋向于正无穷,完全不满足级数收敛的必要条件(收敛级数的通项必须趋向于0),直接就能判断级数发散。
- 如果用比较判别法验证的话,我们可以找一个明显发散的级数对比:比如取$v_n = n$,当n足够大时,$\frac{(ln(n+1)+n)a}{\ln2 n} > n$,而$\sum_{n=2}^\infty n$显然发散,根据比较判别法的规则,通项更大的级数必然也发散。
至于积分判别法,这里完全没必要用——它更适合通项单调递减且容易积分的正项级数,但这个级数的通项本身趋向于无穷大,连积分判别法的前提(通项单调趋向于0)都不满足,用起来反而绕弯路。
内容的提问来源于stack exchange,提问作者Mike
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