AMKbook.Net Задачи должны иметь решение

Задача №1783

Условие

Исследовать на сходимость ряд \(\displaystyle{\sum\limits_{n=1}^{\infty}\frac{(-1)^{n+1}}{2n-1}}\).

Решение

Заданный ряд является знакочередующимся. Рассмотрим ряд из модулей членов данного ряда: \(\displaystyle{\sum\limits_{n=1}^{\infty}\left|\frac{(-1)^{n+1}}{2n-1}\right|=\sum\limits_{n=1}^{\infty}\frac{1}{2n-1}}\). Сравним данный ряд с гармоническим рядом \(\displaystyle{\sum\limits_{n=1}^{\infty}\frac{1}{n}}\), используя признак сравнения в предельной форме:

\[ \lim_{n\to\infty}\frac{\frac{1}{n}}{\frac{1}{2n-1}} =\lim_{n\to\infty}\left(2-\frac{1}{n}\right) =2. \]

Ряд \(\displaystyle{\sum\limits_{n=1}^{\infty}\frac{1}{n}}\) расходится, поэтому согласно признаку сравнения будет расходиться и ряд \(\displaystyle{\sum\limits_{n=1}^{\infty}\frac{1}{2n-1}}\). Проверим выполнение условий признака Лейбница для заданного знакочередующегося ряда:

\[ \lim_{n\to\infty}\frac{1}{2n-1}=0;\;\frac{1}{2n-1}\gt\frac{1}{2(n+1)-1}. \]

Оба условия признака Лейбница выполнены, однако ряд из модулей расходится, поэтому ряд \(\displaystyle{\sum\limits_{n=1}^{\infty}\frac{(-1)^{n+1}}{2n-1}}\) сходится условно.

Ответ:

Ряд сходится условно.

Источники задачи

Задачник №1Берман "Сборник задач по курсу математического анализа"
Глава №9Ряды
Параграф №1Числовые ряды
Задача №2790