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数学
题目

级数sum _(n=1)^infty ((-1))^ndfrac (n!)({n)^n}-|||-__( )A发散B条件收敛C绝对收敛D无法判定敛散性

级数( )

A发散

B条件收敛

C绝对收敛

D无法判定敛散性

题目解答

答案

由比较判别法可知:级数绝对收敛。答案选C.

解析

考查要点:本题主要考查交错级数的绝对收敛性判断,涉及比值判别法和绝对收敛的概念。

解题核心思路:

  1. 判断绝对收敛性:先考虑绝对值级数$\sum_{n=1}^{\infty} \dfrac{n!}{n^n}$的收敛性。
  2. 应用比值判别法:计算$\lim_{n \to \infty} \left| \dfrac{a_{n+1}}{a_n} \right|$,若极限小于1,则绝对收敛。
  3. 关键变形:将比值化简为$\left(1 - \dfrac{1}{n+1}\right)^n$,利用极限$\lim_{n \to \infty} \left(1 - \dfrac{1}{n+1}\right)^n = \dfrac{1}{e}$。

破题关键点:

  • 识别级数类型:交错级数需先判断绝对收敛性。
  • 灵活应用比值判别法:通过变形找到极限值,确定收敛性。

步骤1:确定绝对收敛性
考虑绝对值级数$\sum_{n=1}^{\infty} \dfrac{n!}{n^n}$,计算通项比值:
$\lim_{n \to \infty} \dfrac{a_{n+1}}{a_n} = \lim_{n \to \infty} \dfrac{(n+1)!}{(n+1)^{n+1}} \cdot \dfrac{n^n}{n!} = \lim_{n \to \infty} \dfrac{n^n}{(n+1)^n} = \lim_{n \to \infty} \left( \dfrac{n}{n+1} \right)^n.$

步骤2:化简极限表达式
将$\dfrac{n}{n+1}$改写为$1 - \dfrac{1}{n+1}$,得:
$\lim_{n \to \infty} \left(1 - \dfrac{1}{n+1}\right)^n = \lim_{n \to \infty} \left[\left(1 - \dfrac{1}{n+1}\right)^{n+1}\right]^{\dfrac{n}{n+1}}.$

步骤3:应用极限公式
利用$\lim_{k \to \infty} \left(1 - \dfrac{1}{k}\right)^k = \dfrac{1}{e}$,可得:
$\lim_{n \to \infty} \left(1 - \dfrac{1}{n+1}\right)^{n+1} = \dfrac{1}{e}, \quad \text{且} \quad \dfrac{n}{n+1} \to 1.$
因此,原极限为$\dfrac{1}{e} < 1$。

结论:根据比值判别法,绝对值级数收敛,故原级数绝对收敛。

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