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数学分析中最好用的放缩工具:面积原理

数学分析中最好用的放缩工具:面积原理 顺数人
2020-02-12
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导读:又是美好的一天!欢迎来到徐大顺的频道!面积原理自从进入大学阶段很难运用数形结合的这种思想,而面积原理就是其中
又是美好的一天!



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面积原理


自从进入大学阶段很难运用数形结合的这种思想,而面积原理就是其中之一,那么面积原理是什么呢,我们看一下这张图:

这三个阴影部分有这样的大小关系,其中中间的那个面积是曲线在那段区间上的积分。

那么利用这么简单的原理,我们能做些什么事呢。下面第一个例子来自《数学分析教程》数项级数的一道题

,证明:

(1)当 时,级数 收敛;

(2)当 时,级数 发散。

对于第(1)问可以考虑函数 在区间  使用面积原理可得到想要的放缩;对于第(2)问可直接考虑 时,利用柯西原则进行反证(留给同学们思考)。

在大学生数学竞赛中也出现类似的题目,在第九届预赛中出现的一道题

是递增数列, ,求证:级数 收敛的充 分必要条件是 有界。

我们仅证一个方向,从左到右,我们证收敛推 有界。考虑 ,对 在区间  上使用面积原理可得 此时 ,若 无界,与上一例中的第(2)问类似我们可证 发散,由此导出矛盾。数分高代交流群:758180684

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