AMKbook.Net Задачи должны иметь решение

Задача №1792

Условие

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

Решение

Заданный ряд является знакочередующимся. Рассмотрим ряд из модулей членов данного ряда: \(\displaystyle{\sum\limits_{n=1}^{\infty}\left|\frac{(-1)^{n+1}\cdot{2^{n^2}}}{n!}\right|=\sum\limits_{n=1}^{\infty}\frac{2^{n^2}}{n!}}\). Докажем вспомогательный предел, применив правило Лопиталя:

\[ \lim_{x\to+\infty}\frac{2^{2x+1}}{x+1} =\lim_{x\to+\infty}\frac{2^{2x+1}\ln{2}\cdot{2}}{1} =+\infty \]

Применяем признак Д'Аламбера:

\[ \lim_{n\to\infty}\left(\frac{2^{(n+1)^2}}{(n+1)!}\cdot\frac{n!}{2^{n^2}}\right) =\lim_{n\to\infty}\frac{2^{2n+1}}{n+1} =\infty \]

Ряд из модулей расходится. Более того (см. доказательство признака Д'Аламбера) делаем вывод, что \(\displaystyle{\lim_{n\to\infty}\frac{2^{n^2}}{n!}\neq{0}}\). Следовательно, исходный ряд расходится.

Ответ:

ряд расходится.

Источники задачи

Задачник №1Берман "Сборник задач по курсу математического анализа"
Глава №9Ряды
Параграф №1Числовые ряды
Задача №2799