33.无穷级数和收敛判定

1 反常积分2

反常积分的第二种情况就是积分区域内有奇点的情况

示例:讨论$\int_0^1\frac{dx}{x^p}$的收敛性

  • $\int_0^1\frac{dx}{x^p}=\frac{x^{-p+1}}{-p-1}|_0^1=\frac{1}{1-p}(p<1)$
  • 当$p\geq1$时,函数不收敛

总结3 反常积分示例中示例3的结果可得到以下结果:

2 无穷级数 infinite series

芝诺悖论:$1+\frac{1}{2}+\frac{1}{4}+\frac{1}{8}+...++\frac{1}{2n}<2$

几何级数的通式:$1+a+a^2+a^3+...=\frac{1}{1-a}\ \ (|a|<1)$

级数求和与极限值:$S=\Sigma_{n=0}^{\infty}a_n=lim_{N\to \infty}S_N$

示例1:$\Sigma_{n=0}^{\infty}\frac{1}{n^2}=\frac{\pi^2}{6}$, 示例2:$\Sigma_{n=0}^{\infty}\frac{1}{n^3}=无理数$

3 极限比较 limits comparison

$$IF \ f(x)\sim g(x) \ \ \ THEN \ \ lim\frac{f(x)}{g(x)}\to1 \ \ as \ \ n\to \infty$$

示例1:$\Sigma\frac{1}{\sqrt{n^2+1}}\leftrightarrow \Sigma\frac{1}{\sqrt{n^2}}=\Sigma\frac{1}{n}$ 不收敛

示例2:$\Sigma\frac{1}{\sqrt{n^5-n^2}}\leftrightarrow \Sigma\frac{1}{\sqrt{n^5}}=\Sigma\frac{n^2}{n^5}$ 收敛

4 参考:

MIT—单变量微积分笔记36 反常积分

#芝诺悖论

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