题目
数项级数收敛的定义是()。A. 级数的通项趋近于0B. 级数的每一项都小于1C. 级数的项数为有限个D. 级数的部分和序列(前n项和)的极限存在
数项级数收敛的定义是()。
A. 级数的通项趋近于0
B. 级数的每一项都小于1
C. 级数的项数为有限个
D. 级数的部分和序列(前n项和)的极限存在
题目解答
答案
D. 级数的部分和序列(前n项和)的极限存在
解析
本题考查数项级数收敛的定义。解题思路是明确数项级数收敛的严格定义,然后将各个选项与该定义进行对比分析。
对各选项的分析
- 选项A:
级数的通项趋近于$0$,即$\lim_{n \to \infty} u_n = 0$,这是级数收敛的必要条件,但不是充分条件。例如调和级数$\sum_{n = 1}^{\infty} \frac{1}{n}$,其通项$u_n=\frac{1}{n}$,$\lim_{n \to \infty} \frac{1}{n} = 0$,但调和级数是发散的。所以仅通项趋近于$0$不能判定级数收敛,该选项错误。 - 选项B:
级数的每一项都小于$1$,这与级数是否收敛没有直接关系。例如级数$\sum_{n = 1}^{\infty} \frac{1}{2}$,每一项都小于$1$,但它的部分和$S_n=\sum_{k = 1}^{n} \frac{1}{2}=\frac{n}{2}$,$\lim_{n \to \infty} S_n = \lim_{n \to \infty} \frac{n}{2} = +\infty$,级数发散。所以该选项错误。 - 选项C:
级数的项数为有限个,此时它是一个有限和,不存在收敛与发散的概念。收敛与发散是针对无穷级数而言的,即项数为无限个的级数。所以该选项错误。 - 选项D:
设数项级数$\sum_{n = 1}^{\infty} u_n$,其前$n$项和$S_n = u_1 + u_2 + \cdots + u_n$,称为级数的部分和。如果部分和序列$\{S_n\}$的极限存在,即$\lim_{n \to \infty} S_n = S$($S$为常数),则称级数$\sum_{n = 1}^{\infty} u_n$收敛,$S$为级数的和。这就是数项级数收敛的定义,所以该选项正确。