Ряды: Существует ли такой сходящийся ряд, что ряд из третьих степеней его членов расходится

Автор темы zoberg 
ОбъявленияПоследний пост
ОбъявлениеРаботодателям и кадровым агентствам: Размещение вакансий26.03.2008 03:07
ОбъявлениеЗапущен новый раздел «Задачки и головоломки»29.08.2019 00:42
ОбъявлениеКниги по математике и экономике в добрые руки!10.08.2023 09:45
01.04.2011 19:50
Ряды: Существует ли такой сходящийся ряд, что ряд из третьих степеней его членов расходится
Мое мнение, что существует. Ниже пытаюсь привести пример такого ряда:

Пусть дан ряд Абелева типа: $\sum_{n=1}^{\infty} a_nb_n$, где
$b_n=\frac{1}{\root{3}{n}}$
Последовательность $a_n=(-2;1;1;-2;1;1 ... )$ - ограниченная. В самом деле, частичные суммы принимают только значения $-2, -1, 0$.
Используем признак Дирихле:
Пусть выполнены условия:
* Последовательность частичных сумм $B_n=\sum_{k=1}^n b_k$ ограничена, то есть $\exists M>0:|B_n|\leqslant M\quad\forall n$.
* $a_n\geqslant a_{n+1}\quad\forall n$.
* $\lim_{n\to\infty}a_n=0$.
Тогда ряд $\sum_{n=1}^\infty a_nb_n$ сходится.
По признаку Дирихле заданный ряд $\sum_{n=1}^{\infty} a_nb_n$ условно сходится.
Возведем в куб все члены этого ряда. Получим ряд
$\sum_{n=1}^{\infty} a_n'b_n'$, где
$b_n'=\frac{1}{n}$
Последовательность $a_n'=(-8;1;1;-8;1;1 ... )$ - не ограниченная.
Воспользуемся сочетательным свойством условно сходящегося ряда (скобки при суммировании можно поставить как угодно) и выведем общую формулу для $n$-го члена:
$-\frac{8}{n}+\frac{1}{n+1}+\frac{1}{n+2}=-\frac{8(n+1)(n+2)-n(n+2)-n(n+1)}{n(n+1)(n+2)}=-\frac{6n^2+21n+16}{n(n+1)(n+2)}$
$\sum_{n=1}^{\infty} a_n'b_n'=-\sum_{n=1}^{\infty}\frac{6n^2+21n+16}{n(n+1)(n+2)} \sim -\sum_{n=1}^{\infty}\frac{6}{n}$ - ряд, полученный из гармонического умножением на $-6$, что никак не влияет на сходимость. То есть полученный ряд расходится. Таким образом, при возведении в третью степень исходного условно сходящегося ряда, мы получили расходящийся ряд. Те же операции можно проделать для любой конечной целой степени $p > 1$, только изначально придется брать $b_n=\frac{1}{\root{p}{n}}$ и вычисления будут немного менее наглядны.



Редактировалось 4 раз(а). Последний 01.04.2011 22:46.
01.04.2011 20:32
Да.
С кубом все верно.
01.04.2011 20:56
А для других?
А для натуральных p, хотя бы нечетных?
01.04.2011 21:38
Вот смотрите.
Здесь в комплексном случае всё гораздо нагляднее. Надо в числитель ставить по очереди все корни p-й степени из единицы, а в знаменатель - арифметический корень p-й степени из n, и всё сразу становится понятно; сумма всех корней из единицы равна нулю, поэтому ряд будет сходиться по признаку Дирихле. Если нужно именно действительный пример, то ясно, что либо действительная часть либо мнимая всегда подойдёт.
01.04.2011 22:43
Спасибо
Очень красиво получилось, огромное спасибо! Я бы этот корень не додумался подставить, хотя кажется, что первым на ум должно приходить
Извините, только зарегистрированные пользователи могут публиковать сообщения в этом форуме.

Кликните здесь, чтобы войти