2024年5月5日发(作者:巫马杰)
第31卷
第l期
2011矩
高师理科学刊
Journ ̄of Science of Teachers College and University
Vo1.3l No.1
1月
Jan.20ll
文章编号:1007—983 1(201 1)O1~0032—04
一
类级数敛散性的判定问题
顾先明,彭浩,宋泽成
(唐山师范学院数学与信 科学系.河北唐山063000)
摘要:通过建立一组离散型不等式( [ ]P (击 和(
[ 『>( 讨论了 薹[ 啦其由它衍蜊 型级数
的敛散性问题,并给出了一些相应的实际应用.
关键词:级数;不等式;敛散性
中图分类号:0172 文献标识码:A doi:10.3969/j.issn.1007—9831.2011.O1.010
The decision problem on the convergence and divergence of a class of series
GU Xian—ming,PENG Hao,SONG Ze-cheng
(Department of Mathematics and hfformation Science,Tangshan Teachers College,Tangshan 063000,China)
址~:~sse eaecision em… …ersen… …e ass 薹[% ∈
R)and its derivatives by establishing a group of discrete ine mies( [ 『<( 。,
>f 『>( cav……一 …ication.
ana
Key words:series;inequality;convergence and divergence
对于比较常见的级数薹[ ]P(p∈R)的敛散性问题,文献【1—3]应用拉贝(Raabe)判别法给出
了P=1,2,3时,级数敛散性结果,但都未对该级数当P∈R时的敛散性作进一步讨论.而且采用拉贝
(Raabe)判别法讨论这类问题势必会十分不便,无法达到预期目的.本文应用初等数学的知识构建了一组
离散型不等式,并基于该组不等式建立此类级数(及其衍生的级数类型)的敛散性问题的快速审敛原则.
受到文献[4]00例2的证题方法的启发,可以得到定理1.
定理 对于任意自然数 ,都有( [ 卜[去 > ( [ 『>
收稿日期
2O1O—O6—1O
基金项目
河北省唐山师范学院大学生科技创新科技立项项目
作者简介
顾先明(1989-),男,安徽寿县人,在读本科生.E-mail:guxianming@yahoo.cn
通讯作者
宋泽成(1964一),男,河北唐LIJ人,副教授,从事函数论研究.E-mail:songzc@163.COIn
第1期 顾先明
,
等:一类级数敛散性的判定问题 33
[
证明由于 持 ‘ 2n-1,于舸槠 :嚣 . 2n-1 然而
1 3 5 2n+l
-f ̄--2n+2 +
2n +1
,
[2n
+2-一
2n
 ̄
/ 4n2+4n+l->l… ,
是 单调 敝 批一 丽 2n-1. ≥ 1
,
所以
1 3 5 2n一1 1
一…一…。2 4 6 ——2 了 2n 一’、 \(1 j)
再桃数帅 … 而琊么 =
…2 4 ●●
二-
●●-
————2n 2—・— —~
・ 2
2.
n+
n+1
.厕.
”…
… ,
'
3
2n
-
1
. …
一
。
2 4 2n …一
<1,所以Y川<)' (,z 1),即{ )是一个单调递减数列
,
于是
1
y ・ =
・
…
.
6
…
…
.
而
¨
≤ 1
’所以
,
所以
1 3 5 2n—.1 1 1
m
2 o …6… (2)
骀 1
喊贿 ≥
)赋(2)
『>
≤
( .
去.
。 u有( P< V(2n酬-1)!!!『1 <(;
证毕
葑翩l,始 怯秕 捌法朋越级数薹[ ]P 啪快龄
~ 2时,级数 2时
,
级数 是发
理-
证明 (1)当p>2t
[ ]
l ̄,,由P一级数判别法可知
从而蚍 臌 级
。
级数薹(
数
=
耋㈦ 是
] 是收敛的
收触
由定
,
(2) < 由p一级 撇讯级数薹 =薹 是发黼由定理-
…蚍…一,级数薹 黼
< 脓 知’[ 『>( …肺 …,
薹j 7 是发 .
高师理科学刊 第3I卷
 ̄p=O n u薹l j 显然是发
讨论由级数茎[ ∈R)触的一些其它类型的戮如 [
,
)
(p∈R)和级数
n=l
广lI 的 陡
艘3 毗级数 [ 受批 。时,级数 [ ] 是
证明当p>。时, ( ] = (去] =。,由极限两边夹定理可知, [ 1 :。.因
为 寄l (
(2n)!!J
臌判别洳知,Np>0时,级数
n=l
~ _[
广 l 殳
………
l[ 『≠0,
跸
lim @1)"-1[
毗 l fI 是发
毗好
…
卜
例1求幂级数薹 的收敛半径与收敛区域.
Nx=4时,薹 4 =薹 显然发散.
 ̄x=-4时,茎 c =
数耋 ( = )
故所求的收敛区域为(_4,4).
,由于 l(_1)
是发散的.
,所以级
对于级数薹i 『,(,z)(p∈R)的情况,由于,( )的形成比较复杂多变,不容易具体给出其审敛
讨论级
n=l
‘
的 性.
解由于 ≤ 1
,
所以 , 1≤
而1 赤 为善赤是收
敛的所
n=l
・
是收
第1期 顾先明,等:一类级数敛散性的判定问题 35
参考文献:
…华东师范大学数学系.数学分析(下册)【M J.3版.北京:高等敏育出版社,2001:15
林源渠.数学分析【MI.北京:高等教育出版社,1986:132
『3吴良森.数学分析学习指导书(下册)【3lMJ.北京:高等教育出版社,2006:20
I4J曾小平.借助函数单调性证明数列型不等式【JJ.中学生数学,2002(215):16
l5张筑生.数学分析新讲(第1册)【5】M】.北京:北京大学出版社,1990:86
【6l陈纪修.数学分析(下册)I MJ.北京:高等教育出版社,2004:22
消除伏安法测电阻中系统误差的方法
吴来初
在中学物理教学中,伏安法测电阻是个重要的课题,实验误差的分析及如何减少误差更是重点和难点.实验误差有偶然
误差和系统误差.系统误差是由实验原理的缺陷、仪器本身的误差、环境因素的影响等引起的.对于一定的实验,采用特定
的实验原理和测量仪器的条件下,测量结果偏大或偏小几率与测量次数无关,不能采用平均值的方法修
正,而只能从理论计算式中加以修正,或与标准仪器比较等方法加以修正.
1“替代法”测电阻
替代法就是用一个已知阻值的电阻替代待测电阻,替代品首选电阻箱,实验原理见图1(R 为待测
电阻,R为电阻箱, 为保护电阻l
将开关S置于上端,记下电流表的示数,;再将S置于下端,调节电阻箱R,使电流表示数与上次相
同.则电阻箱的示数即为R 的值.此方法存在的问题是:电阻箱的阻值变化不是连续的,区分度一般为
O.1 Q,影响测量精度,但此实验测量电阻时没有系统误差.
2 “相消法”测电阻
相消法就是将2次测量中电流表内阻消去,达到消除系统误差的目的.测量原理见图2.(1)闭合电
键S ,将电键s 接2,调节滑动变阻器R 和r,使电压表读数尽量接近量程,读出这时电压表和电流表 图2
的示数UI,,】.(2)保持滑动变阻器RP的值不变,调节r,使电压表读数尽量接近量程,读出这时电压表和电流表的示数
U2,,2.
第1次测量:RP+RA+R =Ul/i1;第2次测量:RP+尺A=U2/i2,计算被测电阻R 为:R =Ul/i1一U:/i2.可以
看出,在相减时把(RP+ A)消掉,,的值可以调节,使电压表读数尽量接近量程,这样读数的相对误差较小.
3 “电桥法”测电阻
图3的电路称为惠斯通电桥,若接在C,D间“桥路”上的电流计读数为零,叫做电桥平衡.由于ICD=0,说明 c= ,
且通过电阻R】的电流与通过电阻R2的电流相同为 1,通过电阻凡的电流与通过电阻R4的电流相同为 2,则有
U (、=,lRl=,2R3=u D,UcB=IiR2=12R4=UDB,2式相比有Rl/R:=R3/R4.
惠斯通电桥可用来测电阻:若R1为待测电阻R ,R,为一标准电阻,阻值为R0,
R ,R 为2段粗细均匀的同种电阻丝(见图4),调节D点的位置至无电流通过G表,
若此时R 的长度为L1,R4的长度为L2,则待测电阻R =( /L2)Ro.
4“定值电阻分压法”测电阻
此方法的好处也是没有系统误差,并且不要用电压、电流的值来计算电阻.
图5中,V-是待测内阻的电压表,
此方法的好处也是没有系统误差.
5 “V—A—A法”测电阻
是电阻箱,V:是另一只电压表.实验时读出电阻箱的示数 ,
垒 国
萤 『睁 }
图3
读出电压表V ,V2的对应示数Ut,U2.根据串联电路电压和电阻成正比,可得R --[Ul/(u2一U1)】R0.
如果改进实验电路,使电压表和电流表的示数都是电阻的实际 图6 图7 图8
值(见图8).实验时先断开s,调节尺o,使A 的读数为A 读数的2倍,则, =,2,所以R =Ro+ .然后闭合s,读出V
与 的读数,用欧姆定律求得待测电阻为R =u/1 =u//2,式中:U,,都是真实值,测量结果没有系统误差.
(作者单位:湖南省娄底市立珊中学,湖南娄底417124)
2024年5月5日发(作者:巫马杰)
第31卷
第l期
2011矩
高师理科学刊
Journ ̄of Science of Teachers College and University
Vo1.3l No.1
1月
Jan.20ll
文章编号:1007—983 1(201 1)O1~0032—04
一
类级数敛散性的判定问题
顾先明,彭浩,宋泽成
(唐山师范学院数学与信 科学系.河北唐山063000)
摘要:通过建立一组离散型不等式( [ ]P (击 和(
[ 『>( 讨论了 薹[ 啦其由它衍蜊 型级数
的敛散性问题,并给出了一些相应的实际应用.
关键词:级数;不等式;敛散性
中图分类号:0172 文献标识码:A doi:10.3969/j.issn.1007—9831.2011.O1.010
The decision problem on the convergence and divergence of a class of series
GU Xian—ming,PENG Hao,SONG Ze-cheng
(Department of Mathematics and hfformation Science,Tangshan Teachers College,Tangshan 063000,China)
址~:~sse eaecision em… …ersen… …e ass 薹[% ∈
R)and its derivatives by establishing a group of discrete ine mies( [ 『<( 。,
>f 『>( cav……一 …ication.
ana
Key words:series;inequality;convergence and divergence
对于比较常见的级数薹[ ]P(p∈R)的敛散性问题,文献【1—3]应用拉贝(Raabe)判别法给出
了P=1,2,3时,级数敛散性结果,但都未对该级数当P∈R时的敛散性作进一步讨论.而且采用拉贝
(Raabe)判别法讨论这类问题势必会十分不便,无法达到预期目的.本文应用初等数学的知识构建了一组
离散型不等式,并基于该组不等式建立此类级数(及其衍生的级数类型)的敛散性问题的快速审敛原则.
受到文献[4]00例2的证题方法的启发,可以得到定理1.
定理 对于任意自然数 ,都有( [ 卜[去 > ( [ 『>
收稿日期
2O1O—O6—1O
基金项目
河北省唐山师范学院大学生科技创新科技立项项目
作者简介
顾先明(1989-),男,安徽寿县人,在读本科生.E-mail:guxianming@yahoo.cn
通讯作者
宋泽成(1964一),男,河北唐LIJ人,副教授,从事函数论研究.E-mail:songzc@163.COIn
第1期 顾先明
,
等:一类级数敛散性的判定问题 33
[
证明由于 持 ‘ 2n-1,于舸槠 :嚣 . 2n-1 然而
1 3 5 2n+l
-f ̄--2n+2 +
2n +1
,
[2n
+2-一
2n
 ̄
/ 4n2+4n+l->l… ,
是 单调 敝 批一 丽 2n-1. ≥ 1
,
所以
1 3 5 2n一1 1
一…一…。2 4 6 ——2 了 2n 一’、 \(1 j)
再桃数帅 … 而琊么 =
…2 4 ●●
二-
●●-
————2n 2—・— —~
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n+
n+1
.厕.
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… ,
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. …
一
。
2 4 2n …一
<1,所以Y川<)' (,z 1),即{ )是一个单调递减数列
,
于是
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.
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1 3 5 2n—.1 1 1
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2 o …6… (2)
骀 1
喊贿 ≥
)赋(2)
『>
≤
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去.
。 u有( P< V(2n酬-1)!!!『1 <(;
证毕
葑翩l,始 怯秕 捌法朋越级数薹[ ]P 啪快龄
~ 2时,级数 2时
,
级数 是发
理-
证明 (1)当p>2t
[ ]
l ̄,,由P一级数判别法可知
从而蚍 臌 级
。
级数薹(
数
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耋㈦ 是
] 是收敛的
收触
由定
,
(2) < 由p一级 撇讯级数薹 =薹 是发黼由定理-
…蚍…一,级数薹 黼
< 脓 知’[ 『>( …肺 …,
薹j 7 是发 .
高师理科学刊 第3I卷
 ̄p=O n u薹l j 显然是发
讨论由级数茎[ ∈R)触的一些其它类型的戮如 [
,
)
(p∈R)和级数
n=l
广lI 的 陡
艘3 毗级数 [ 受批 。时,级数 [ ] 是
证明当p>。时, ( ] = (去] =。,由极限两边夹定理可知, [ 1 :。.因
为 寄l (
(2n)!!J
臌判别洳知,Np>0时,级数
n=l
~ _[
广 l 殳
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l[ 『≠0,
跸
lim @1)"-1[
毗 l fI 是发
毗好
…
卜
例1求幂级数薹 的收敛半径与收敛区域.
Nx=4时,薹 4 =薹 显然发散.
 ̄x=-4时,茎 c =
数耋 ( = )
故所求的收敛区域为(_4,4).
,由于 l(_1)
是发散的.
,所以级
对于级数薹i 『,(,z)(p∈R)的情况,由于,( )的形成比较复杂多变,不容易具体给出其审敛
讨论级
n=l
‘
的 性.
解由于 ≤ 1
,
所以 , 1≤
而1 赤 为善赤是收
敛的所
n=l
・
是收
第1期 顾先明,等:一类级数敛散性的判定问题 35
参考文献:
…华东师范大学数学系.数学分析(下册)【M J.3版.北京:高等敏育出版社,2001:15
林源渠.数学分析【MI.北京:高等教育出版社,1986:132
『3吴良森.数学分析学习指导书(下册)【3lMJ.北京:高等教育出版社,2006:20
I4J曾小平.借助函数单调性证明数列型不等式【JJ.中学生数学,2002(215):16
l5张筑生.数学分析新讲(第1册)【5】M】.北京:北京大学出版社,1990:86
【6l陈纪修.数学分析(下册)I MJ.北京:高等教育出版社,2004:22
消除伏安法测电阻中系统误差的方法
吴来初
在中学物理教学中,伏安法测电阻是个重要的课题,实验误差的分析及如何减少误差更是重点和难点.实验误差有偶然
误差和系统误差.系统误差是由实验原理的缺陷、仪器本身的误差、环境因素的影响等引起的.对于一定的实验,采用特定
的实验原理和测量仪器的条件下,测量结果偏大或偏小几率与测量次数无关,不能采用平均值的方法修
正,而只能从理论计算式中加以修正,或与标准仪器比较等方法加以修正.
1“替代法”测电阻
替代法就是用一个已知阻值的电阻替代待测电阻,替代品首选电阻箱,实验原理见图1(R 为待测
电阻,R为电阻箱, 为保护电阻l
将开关S置于上端,记下电流表的示数,;再将S置于下端,调节电阻箱R,使电流表示数与上次相
同.则电阻箱的示数即为R 的值.此方法存在的问题是:电阻箱的阻值变化不是连续的,区分度一般为
O.1 Q,影响测量精度,但此实验测量电阻时没有系统误差.
2 “相消法”测电阻
相消法就是将2次测量中电流表内阻消去,达到消除系统误差的目的.测量原理见图2.(1)闭合电
键S ,将电键s 接2,调节滑动变阻器R 和r,使电压表读数尽量接近量程,读出这时电压表和电流表 图2
的示数UI,,】.(2)保持滑动变阻器RP的值不变,调节r,使电压表读数尽量接近量程,读出这时电压表和电流表的示数
U2,,2.
第1次测量:RP+RA+R =Ul/i1;第2次测量:RP+尺A=U2/i2,计算被测电阻R 为:R =Ul/i1一U:/i2.可以
看出,在相减时把(RP+ A)消掉,,的值可以调节,使电压表读数尽量接近量程,这样读数的相对误差较小.
3 “电桥法”测电阻
图3的电路称为惠斯通电桥,若接在C,D间“桥路”上的电流计读数为零,叫做电桥平衡.由于ICD=0,说明 c= ,
且通过电阻R】的电流与通过电阻R2的电流相同为 1,通过电阻凡的电流与通过电阻R4的电流相同为 2,则有
U (、=,lRl=,2R3=u D,UcB=IiR2=12R4=UDB,2式相比有Rl/R:=R3/R4.
惠斯通电桥可用来测电阻:若R1为待测电阻R ,R,为一标准电阻,阻值为R0,
R ,R 为2段粗细均匀的同种电阻丝(见图4),调节D点的位置至无电流通过G表,
若此时R 的长度为L1,R4的长度为L2,则待测电阻R =( /L2)Ro.
4“定值电阻分压法”测电阻
此方法的好处也是没有系统误差,并且不要用电压、电流的值来计算电阻.
图5中,V-是待测内阻的电压表,
此方法的好处也是没有系统误差.
5 “V—A—A法”测电阻
是电阻箱,V:是另一只电压表.实验时读出电阻箱的示数 ,
垒 国
萤 『睁 }
图3
读出电压表V ,V2的对应示数Ut,U2.根据串联电路电压和电阻成正比,可得R --[Ul/(u2一U1)】R0.
如果改进实验电路,使电压表和电流表的示数都是电阻的实际 图6 图7 图8
值(见图8).实验时先断开s,调节尺o,使A 的读数为A 读数的2倍,则, =,2,所以R =Ro+ .然后闭合s,读出V
与 的读数,用欧姆定律求得待测电阻为R =u/1 =u//2,式中:U,,都是真实值,测量结果没有系统误差.
(作者单位:湖南省娄底市立珊中学,湖南娄底417124)