纯数学教程 Page 325 例LXVIII (10) Math.Trip.1935,1936
2012-11-07 21:03
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对所有的$r$,级数$\sum \frac{r^n}{n!}$和$\sum \frac{r^n}{n^n}$都收敛,而级数$\sum n!r^n$和$\sum n^nr^n$除了$r=0$之外,对所有的$r$都发散.
证明:
\begin{equation}
\lim_{n\to\infty}\frac{\frac{r^{n+1}}{(n+1)!}}{\frac{r^{n}}{n!}}=\lim_{n\to\infty}\frac{r}{n}=0
\end{equation}
且
\begin{equation}
\lim_{n\to\infty}\frac{\frac{r^{n+1}}{(n+1)^{n+1}}}{\frac{r^n}{n^n}}=\lim_{n\to\infty}r(\frac{n}{n+1})^n
\frac{1}{n+1}=0
\end{equation}
因此$\sum \frac{r^n}{n!}$和$\sum \frac{r^n}{n^n}$都收敛.
而当$r\neq 0$时,
\begin{equation}
\lim_{n\to\infty}\frac{(n+1)!r^{n+1}}{n!r^n}=\lim_{n\to\infty}(n+1)r=\infty
\end{equation}
且
\begin{equation}
\lim_{n\to\infty}\frac{(n+1)^{n+1}r^{n+1}}{n^nr^n}=\lim_{n\to\infty}(\frac{n+1}{n})^n(n+1)r=\infty
\end{equation}
因此$\sum n!r^n$和$\sum n^nr^n$在$r\neq 0$时都发散.
证明:
\begin{equation}
\lim_{n\to\infty}\frac{\frac{r^{n+1}}{(n+1)!}}{\frac{r^{n}}{n!}}=\lim_{n\to\infty}\frac{r}{n}=0
\end{equation}
且
\begin{equation}
\lim_{n\to\infty}\frac{\frac{r^{n+1}}{(n+1)^{n+1}}}{\frac{r^n}{n^n}}=\lim_{n\to\infty}r(\frac{n}{n+1})^n
\frac{1}{n+1}=0
\end{equation}
因此$\sum \frac{r^n}{n!}$和$\sum \frac{r^n}{n^n}$都收敛.
而当$r\neq 0$时,
\begin{equation}
\lim_{n\to\infty}\frac{(n+1)!r^{n+1}}{n!r^n}=\lim_{n\to\infty}(n+1)r=\infty
\end{equation}
且
\begin{equation}
\lim_{n\to\infty}\frac{(n+1)^{n+1}r^{n+1}}{n^nr^n}=\lim_{n\to\infty}(\frac{n+1}{n})^n(n+1)r=\infty
\end{equation}
因此$\sum n!r^n$和$\sum n^nr^n$在$r\neq 0$时都发散.
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