유형·난이도는 우리말 풀이가 붙은 문제는 선생님이 정했고, 나머지는 자동 분류라 다를 수 있어요. 난이도가 정해지지 않은 문제는 난이도로 거를 때 빠집니다.
7문제 · 1 / 1쪽
1.CLP-2 · 3.4절 · 3번대학 수준우리말 번역
급수 n=1∑∞9n+5(−1)n 이 절대수렴하는지, 조건수렴하는지, 발산하는지 판단하고, 그 이유를 설명하세요.
영어 원문 보기
Determine whether the series n=1∑∞9n+5(−1)n is absolutely convergent, conditionally convergent, or divergent; justify your answer.
정답·풀이 보기
급수 n=1∑∞9n+5(−1)n 은 교대급수 판정법에 의해 수렴한다. 한편 급수 n=1∑∞9n+5(−1)n=∑n=1∞9n+51 은 bn=n1 과의 극한비교판정법에 의해 발산한다. 따라서 주어진 급수는 조건수렴한다.
원본 교재 풀이(영어)
The series n=1∑∞9n+5(−1)n
converges by the alternating series test. On the other hand the
series n=1∑∞9n+5(−1)n=∑n=1∞9n+51 diverges by the limit
comparison test with bn=n1. So the given series is
conditionally convergent.
급수
n=1∑∞1+n(−1)2n+1
이 절대수렴하는지, 조건수렴하는지, 발산하는지 판단하세요.
영어 원문 보기
Determine whether the series
n=1∑∞1+n(−1)2n+1
is absolutely convergent, conditionally convergent, or divergent.
정답·풀이 보기
(−1)2n+1=(−1)⋅(−1)2n=−1 임에 주목하자. 따라서 다음과 같이 간단히 할 수 있다.
n=1∑∞1+n(−1)2n+1=−n=1∑∞1+n1
1+n1≥n+n1=2n1 이므로,
n=1∑∞1+n1 은
발산하는 조화급수 n=1∑∞n1 과의 비교판정법에 의해 발산한다. 원래 급수에 곱해진 전체 계수 −1 은 발산이라는 결론을 바꾸지 않는다.
원본 교재 풀이(영어)
Note that (−1)2n+1=(−1)⋅(−1)2n=−1. So we can simplify
n=1∑∞1+n(−1)2n+1=−n=1∑∞1+n1
Since 1+n1≥n+n1=2n1,
n=1∑∞1+n1
diverges by the comparison test with the divergent harmonic series n=1∑∞n1. The extra overall factor of −1 in the original series
does not change the conclusion of divergence.
급수
n=1∑∞(−1)n−13+22n1+4n 은 다음 중 하나이다:
절대수렴한다;
조건수렴한다;
발산한다; 또는
위의 어느 것도 아니다.
어느 것이 옳은지 판단하세요.
영어 원문 보기
The series
n=1∑∞(−1)n−13+22n1+4n either:
converges absolutely;
converges conditionally;
diverges; or
none of the above.
Determine which is correct.
정답·풀이 보기
n→∞lim3+22n1+4n=n→∞lim3+4n1+4n=1
이므로 교대급수 판정법을 쓸 수 없다. 실제로
n→∞lim(−1)n−13+22n1+4n 은 존재하지 않는다
(n 이 매우 크면 (−1)n−13+22n1+4n 은 +1 에 가까운 수와 −1 에 가까운 수를 번갈아 가진다)
따라서 발산 판정법에 의해 이 급수는 발산한다.
(참고로 "위의 어느 것도 아니다"는 절대 정답이 될 수 없다 —
모든 급수는 절대수렴하거나, 조건수렴하거나, 발산한다.)
원본 교재 풀이(영어)
Since
n→∞lim3+22n1+4n=n→∞lim3+4n1+4n=1
the alternating series test cannot be used. Indeed,
n→∞lim(−1)n−13+22n1+4n does not exist
(for very large n, (−1)n−13+22n1+4n alternates between a number
close to +1 and a number close to −1)
so the divergence test says that the series diverges.
(Note that “none of the above” cannot possibly be the correct answer —
every series either converges absolutely, converges conditionally, or diverges.)
이 극한은 존재하며 0이 아니다. 급수 n=1∑∞bn 이 수렴하므로 급수 n=1∑∞n6+n2∣n2−sinn∣ 도 수렴한다. 따라서 급수 n=1∑∞n6+n2n2−sinn 은 절대수렴한다.
원본 교재 풀이(영어)
We first develop some intuition about n=1∑∞n6+n2n2−sinn, where we take the absolute value of the summands to consider whether the series converges absolutely. For very large n, n2 dominates
sinn and n6 dominates n2 so that
n6+n2n2−sinn≈n6n2=n41
The series n=1∑∞n41
converges by the p–test with p=4>1.
We expect the given series to converge too.
To verify that our intuition is correct,
we apply the limit comparison test with
exists and is nonzero. Since the series n=1∑∞bn
converges, the series n=1∑∞n6+n2∣n2−sinn∣ converges too. Therefore, the series n=1∑∞n6+n2n2−sinn converges absolutely.
급수
n=0∑∞(n2+1)(n!)2(−1)n(2n)!
이 절대수렴하는지, 조건수렴하는지(수렴하지만 절대수렴하지는 않는지), 아니면 발산하는지 (근거와 함께!) 판단하세요.
영어 원문 보기
Determine (with justification!) whether the series
n=0∑∞(n2+1)(n!)2(−1)n(2n)!
converges absolutely, converges but not absolutely, or diverges.
정답·풀이 보기
이 급수가 교대급수 판정법에 의해 수렴한다고 생각할 수도 있다.
그러나 그것은 틀린 생각이다. 문제는 {an} 이 n→∞ 일 때 0 으로 수렴하지 않는다는 점이며, 따라서 이 급수는 실제로는
발산판정법에 의해 발산한다. n→∞ 일 때 nth 번째 항이 0 으로 수렴하지 않음을 확인하기 위해
an=(n2+1)(n!)2(2n)! (즉 an 은 부호를 뺀 nth 번째
항)이라 쓰고, an+1 이 an 보다 큰지 작은지 확인해 보자.
이고, 특히 충분히 큰 n 에 대해 an+1>an 이다. 그러므로 충분히 큰 n 에 대해
an 은 n 에 따라 증가하므로 0 으로 수렴할 수 없다. 따라서 이 급수는
발산판정법에 의해 발산한다.
원본 교재 풀이(영어)
You might think that this series converges by the alternating series test.
But you would be wrong. The problem is that {an} does not converge to zero as n→∞, so that the series actually
diverges by the divergence test. To verify that the nth term does not converge to zero as n→∞ let's write
an=(n2+1)(n!)2(2n)! (i.e. an is the nth term
without the sign) and check to see whether an+1 is bigger than or smaller than an.
and, in particular, for large n, an+1>an. Thus, for large n,
an increases with n and so cannot converge to 0. So the series
diverges by the divergence test.
이 수열에는 양의 항도 있고 음의 항도 있어서 쓸 수 있는 판정법이 제한된다. 그러나 급수 n=1∑∞n2sinn 을 생각하면 직접 비교판정법을 쓸 수 있다.
모든 n 에 대해 ∣sinn∣<1 이므로 0≤n2sinn<n21 이다. n=1∑∞n21 이 수렴하므로 직접 비교판정법에 의해 n=1∑∞n2sinn 도 수렴한다. 그러면 n=1∑∞n2sinn 은 절대수렴하며, 특히 수렴한다.
원본 교재 풀이(영어)
The sequence has some positive terms and some negative terms, which limits the tests we can use. However, if we consider the series n=1∑∞n2sinn, we can use the direct comparison test.
For every n, ∣sinn∣<1, so 0≤n2sinn<n21. Since
n=1∑∞n21 converges, then by the direct comparison test, n=1∑∞n2sinn converges as well. Then n=1∑∞n2sinn converges absolutely– in particular, it converges.
Show that the series
n=1∑∞2nsin2n−cos2n+21 converges.
정답·풀이 보기
이 급수의 항은 음수일 때도 있고 양수일 때도 있다. 그러나 부호가 엄밀하게 번갈아 나타나지는 않으므로 교대급수 판정법을 쓸 수 없다. 대신 직접 비교판정법을 이용하여 이 급수가 절대수렴함을 보인다.
2nsin2n−cos2n+21≤2n1+1+21=2n+15
급수 n=1∑∞2n+15 은 공비가 r=21 인 등비급수이므로 수렴한다. 직접 비교판정법에 의해
n=1∑∞2nsin2n−cos2n+21 도 수렴한다. 따라서 n=1∑∞2nsin2n−cos2n+21 은 절대수렴하므로 수렴한다.
원본 교재 풀이(영어)
The terms of this series are sometimes negative and sometimes positive. But, they are not strictly alternating, so we can't use the alternating series test. Instead, we use a direct comparison test to show the series converges absolutely.
2nsin2n−cos2n+21≤2n1+1+21=2n+15
The series n=1∑∞2n+15 converges, because it's a geometric series with r=21. By the direct comparison test,
n=1∑∞2nsin2n−cos2n+21 converges as well. Then n=1∑∞2nsin2n−cos2n+21 converges absolutely, so it converges.