题目
下列说法正确的是()A. 级数sum_(n=1)^infty u_n的每一项同乘以一个常数后,所成的级数敛散性不变B. 如果lim_(n to infty) u_n = 0,则级数sum_(n=1)^infty u_n收敛C. 如果级数sum_(n=1)^infty u_n收敛,sum_(n=1)^infty v_n发散,则sum_(n=1)^infty(u_n pm v_n)发散D. 如果级数sum_(n=1)^infty u_n的项加括号后所成的级数收敛,则该级数收敛
下列说法正确的是()
A. 级数$\sum_{n=1}^{\infty} u_n$的每一项同乘以一个常数后,所成的级数敛散性不变
B. 如果$\lim_{n \to \infty} u_n = 0$,则级数$\sum_{n=1}^{\infty} u_n$收敛
C. 如果级数$\sum_{n=1}^{\infty} u_n$收敛,$\sum_{n=1}^{\infty} v_n$发散,则$\sum_{n=1}^{\infty}(u_n \pm v_n)$发散
D. 如果级数$\sum_{n=1}^{\infty} u_n$的项加括号后所成的级数收敛,则该级数收敛
题目解答
答案
C. 如果级数$\sum_{n=1}^{\infty} u_n$收敛,$\sum_{n=1}^{\infty} v_n$发散,则$\sum_{n=1}^{\infty}(u_n \pm v_n)$发散
解析
本题主要考查级数敛散性的相关性质,下面对每个选项逐一进行分析:
- 选项A:
本题考查级数敛散性与常数相乘的性质。根据级数的性质,设级数$\sum_{n = 1}^{\infty}u_n$,若每一项同乘以一个非零常数$k$,得到新级数$\sum_{n = 1}^{\infty}ku_n$。
当$k\neq0$时,$\sum_{n = 1}^{\infty}ku_n$与$\sum_{n = 1}^{\infty}u_n$的敛散性相同;但当$k = 0$时,$\sum_{n = 1}^{\infty}ku_n=\sum_{n = 1}^{\infty}0 = 0$,此时级数$\sum_{n = 1}^{\infty}ku_n$收敛,而原级数$\sum_{n = 1}^{\infty}u_n$的敛散性不确定。所以该选项错误。 - 选项B:
本题考查级数收敛的必要条件。级数收敛的必要条件是$\lim_{n \to \infty}u_n = 0$,但这只是必要条件而非充分条件。也就是说,仅由$\lim_{n \to \infty}u_n = 0$不能得出级数$\sum_{n = 1}^{\infty}u_n$收敛。
例如调和级数$\sum_{n = 1}^{\infty}\frac{1}{n}$,$\lim_{n \to \infty}\frac{1}{n} = 0$,但调和级数是发散的。所以该选项错误。 - 选项C:
本题考查收敛级数与发散级数和或差的敛散性。采用反证法来证明。
假设$\sum_{n = 1}^{\infty}(u_n + v_n)$收敛,已知$\sum_{n = 1}^{\infty}u_n$收敛,根据级数的性质,若$\sum_{n = 1}^{\infty}a_n$与$\sum_{n = 1}^{\infty}b_n$都收敛,则$\sum_{n = 1}^{\infty}(a_n - b_n)$也收敛。
那么$\sum_{n = 1}^{\infty}v_n=\sum_{n = 1}^{\infty}[(u_n + v_n)-u_n]$也收敛,这与已知$\sum_{n = 1}^{\infty}v_n$发散矛盾,所以$\sum_{n = 1}^{\infty}(u_n + v_n)$发散。
同理可证$\sum_{n = 1}^{\infty}(u_n - v_n)$也发散。所以该选项正确。 - 选项D:
本题考查级数加括号后敛散性的性质。级数加括号后所成的级数收敛,原级数不一定收敛。
例如级数$1 - 1 + 1 - 1 + \cdots$,其部分和$S_n$为:当$n$为偶数时,$S_n = 0$;当$n$为奇数时,$S_n = 1$,所以该级数发散。
但加括号后$(1 - 1)+(1 - 1)+\cdots = 0 + 0 + \cdots$收敛。所以该选项错误。