高等数学证明数列收敛f(x)是[1,﹢∞)上非负,单调减,an=∑(1,n) f(k) - ∫(1,n+1)f(x)dx (n=1,2.)证明{an}是收敛数列.

来源:学生作业帮助网 编辑:作业帮 时间:2024/05/03 08:03:23
高等数学证明数列收敛f(x)是[1,﹢∞)上非负,单调减,an=∑(1,n) f(k) - ∫(1,n+1)f(x)dx (n=1,2.)证明{an}是收敛数列.

高等数学证明数列收敛f(x)是[1,﹢∞)上非负,单调减,an=∑(1,n) f(k) - ∫(1,n+1)f(x)dx (n=1,2.)证明{an}是收敛数列.
高等数学证明数列收敛
f(x)是[1,﹢∞)上非负,单调减,an=∑(1,n) f(k) - ∫(1,n+1)f(x)dx (n=1,2.)
证明{an}是收敛数列.

高等数学证明数列收敛f(x)是[1,﹢∞)上非负,单调减,an=∑(1,n) f(k) - ∫(1,n+1)f(x)dx (n=1,2.)证明{an}是收敛数列.

不难证明数列是单调增的,于是数列极限存在.

由单调性(严格单调无=)有
积分(k-1,k)f(x)dx>=f(k)>=积分(k,k+1)f(x)dx

(1)f(k)>=积分(k,k+1)f(x)dx
ak+1-ak>=0单调增
(2)积分(k-1,k)f(x)dx>=f(k)
an+1-f(1)+f(n)<=0
an+1<=f(1)-f(n)<=f(1)有上界

关键的一步,通过图形看出f(k)>∫(k,k+1)f(x)dx>f(k+1)
1)即证出a(k)-a(k-1)=f(k)-∫(k,k+1)f(x)dx>0,
an单调增
2)an=f(1)+∑(2,n) f(k) - ∫(1,n+1)f(x)dx
因为∫(k,k+1)f(x)dx>f(k+1),所以∑(2,n) f(k) - ∫(1,n+1)f(x)dx<0

全部展开

关键的一步,通过图形看出f(k)>∫(k,k+1)f(x)dx>f(k+1)
1)即证出a(k)-a(k-1)=f(k)-∫(k,k+1)f(x)dx>0,
an单调增
2)an=f(1)+∑(2,n) f(k) - ∫(1,n+1)f(x)dx
因为∫(k,k+1)f(x)dx>f(k+1),所以∑(2,n) f(k) - ∫(1,n+1)f(x)dx<0
所以an3)所以an收敛

收起