题目
若级数 sum_(n=1)^infty (a)/(q^n) 收敛(a为常数),则q满足条件是A. q=1B. |q|C. q=-1D. |q| >1
若级数 $\sum_{n=1}^{\infty} \frac{a}{q^n}$ 收敛($a$为常数),则$q$满足条件是
A. $q=1$
B. $|q|< 1$
C. $q=-1$
D. $|q| >1$
题目解答
答案
D. $|q| >1$
解析
本题考查等比级数的收敛性,解题思路是先将给定级数化为等比级数的标准形式,再根据等比级数的收敛条件来确定$q$的取值范围。
- 首先,对给定的级数$\sum_{n = 1}^{\infty} \frac{a}{q^n}$进行变形:
- 可将其写为$\sum_{n = 1}^{\infty} a\cdot(\frac{1}{q})^n$,这是一个等比级数,等比级数的一般形式为$\sum_{n = 1}^{\infty} ar^{n - 1}$($a$为首项,$r$为公比),这里我们的级数$\sum_{n = 1}^{\infty} a\cdot(\frac{1}{q})^n$可进一步变形为$\frac{a}{q}\sum_{n = 1}^{\infty} (\frac{1}{q})^{n - 1}$,此时首项$a_1=\frac{a}{q}$,公比$r = \frac{1}{q}$。
- 然后,根据等比级数的收敛条件:
- 等比级数$\sum_{n = 1}^{\infty} ar^{n - 1}$收敛的充要条件是$\vert r\vert<1$。
- 对于级数$\frac{a}{q}\sum_{n = 1}^{\infty} (\frac{1}{q})^{n - 1}$,其公比$r = \frac{1}{q}$,要使该级数收敛,则需满足$\vert\frac{1}{q}\vert<1$。
- 最后,求解不等式$\vert\frac{1}{q}\vert<1$:
- 由$\vert\frac{1}{q}\vert<1$可得$\frac{1}{\vert q\vert}<1$。
- 因为$q\neq0$(若$q = 0$,原级数$\sum_{n = 1}^{\infty} \frac{a}{q^n}$无意义),不等式两边同时乘以$\vert q\vert$,得到$1<\vert q\vert$,即$\vert q\vert>1$。