AMKbook.Net Задачи должны иметь решение

Задача №1735

Условие

С помощью признаков сравнения решить вопрос сходимости ряда \(\displaystyle{\tg\frac{\pi}{4}+\tg\frac{\pi}{8}+\ldots+\tg\frac{\pi}{4n}+\ldots}\).

Решение

Так как \(\displaystyle{0\lt\frac{\pi}{4n}\le\frac{\pi}{4}}\), то \(\displaystyle{\tg\frac{\pi}{4n}\gt{0}}\), т.е. заданный ряд знакоположительный. Общий член ряда: \(\displaystyle{u_n=\tg\frac{\pi}{4n}}\). Сравним данный ряд с гармоническим рядом \(\displaystyle{\sum\limits_{n=1}^{\infty}\frac{1}{n}}\), используя признак сравнения в предельной форме:

\[ \lim_{n\to\infty}\frac{\tg\frac{\pi}{4n}}{\frac{1}{n}} =\lim_{n\to\infty}\left(\frac{\pi}{4}\cdot\frac{\tg\frac{\pi}{4n}}{\frac{\pi}{4n}}\right) =\frac{\pi}{4}. \]

Ряд \(\displaystyle{\sum\limits_{n=1}^{\infty}\frac{1}{n}}\) расходится, поэтому согласно признаку сравнения будет расходиться и ряд \(\displaystyle{\sum\limits_{n=1}^{\infty}\tg\frac{\pi}{4n}}\).

Ответ:

ряд расходится.

Источники задачи

Задачник №1Берман "Сборник задач по курсу математического анализа"
Глава №9Ряды
Параграф №1Числовые ряды
Задача №2742