根判别法失效时,如何判断级数∑(1-p/n)^n的敛散性?
判别级数$\sum_{n=1}^{\infty} \left(1-\frac{p}{n}\right)^n$($p>0$)敛散性的可行方法
嘿,这个问题其实可以从级数收敛的必要条件入手,这是很多时候判别敛散性容易忽略但又非常关键的一步!
你之前尝试的根值判别法、比值判别法等,都是在通项趋于0的前提下才具备应用价值的,但我们可以先跳出这些方法,先计算通项当$n\to\infty$时的极限:
利用重要极限公式$\lim_{n\to\infty} \left(1+\frac{x}{n}\right)^n = e^x$,令$x=-p$(由于$p>0$,$x$为负数),代入可得:
$$\lim_{n\to\infty} \left(1-\frac{p}{n}\right)^n = e^{-p}$$
因为$p>0$,所以$e{-p}$是一个大于0的常数(比如$p=1$时,极限为$1/e\approx0.367$;$p=2$时,极限为$1/e2\approx0.135$),完全不等于0。
而级数收敛的核心必要条件之一是:当$n$趋向无穷时,级数的通项必须趋近于0。现在这个级数的通项极限是正的常数,不满足该必要条件,因此可以直接判定这个级数是发散的。
其实很多时候,在尝试那些复杂的判别法之前,先检查通项的极限是否为0,能快速排除掉大量发散的情况,节省不少时间哦~
内容的提问来源于stack exchange,提问作者Future Math person
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