2023年 · 一-6
6.下列级数中,绝对收敛的是 .
A$\displaystyle{\sum_{n=1}^{\infty}(-1)^{n} \frac{1}{n}}$
B$\displaystyle{\sum_{n=1}^{\infty}(-1)^{n} \frac{1}{\sqrt{n}}}$
C$\displaystyle{\sum_{n=1}^{\infty}(-1)^{n} \frac{1}{n^{2}}}$
D$\displaystyle{\sum_{n=1}^{\infty}(-1)^{n} \frac{n}{n+1}}$
选择题 ★★中等
分析选项A
选项A的级数为 $\sum_{n=1}^{\infty}(-1)^{n} \frac{1}{n}$。这是一个交错级数,根据莱布尼茨判别法,它收敛。但绝对值级数为 $\sum_{n=1}^{\infty} \frac{1}{n}$,是发散的调和级数。因此,选项A不是绝对收敛的。
分析选项B
选项B的级数为 $\sum_{n=1}^{\infty}(-1)^{n} \frac{1}{\sqrt{n}}$。这也是一个交错级数,根据莱布尼茨判别法,它收敛。但绝对值级数为 $\sum_{n=1}^{\infty} \frac{1}{\sqrt{n}}$,是发散的p级数($p=1/2<1$)。因此,选项B不是绝对收敛的。
分析选项C
选项C的级数为 $\sum_{n=1}^{\infty}(-1)^{n} \frac{1}{n^{2}}$。这是一个交错级数,绝对值级数为 $\sum_{n=1}^{\infty} \frac{1}{n^{2}}$,是收敛的p级数($p=2>1$)。因此,选项C是绝对收敛的。
分析选项D
选项D的级数为 $\sum_{n=1}^{\infty}(-1)^{n} \frac{n}{n+1}$。通项 $\frac{n}{n+1}$ 不趋于0,因此级数发散。所以选项D不是绝对收敛的。
总结选项
综上所述,只有选项C的级数是绝对收敛的。
解答第二题
已知 $\int_{0}^{2} f(x) \mathrm{d} x=-2$,要求 $\int_{0}^{1} f(2 x) \mathrm{d} x$。设 $u=2x$,则 $du=2dx$,当 $x=0$ 时 $u=0$,当 $x=1$ 时 $u=2$。因此,积分变为 $\int_{0}^{2} f(u) \frac{du}{2} = \frac{1}{2} \int_{0}^{2} f(u) du = \frac{1}{2} \times (-2) = -1$。所以正确答案是C。