比值判别法是判断级数收敛的一种重要方法。对于一个正项级数∑an,如果它的相邻两项的比值an+1/an当n趋向于无穷大时的极限L存在,那么有以下判断结果:
1. 如果L<1,该级数收敛;
2. 如果L>1,该级数发散;
3. 如果L=1,比值判别法无法判断,需要使用其他方法。
那么如何利用比值判别法来判断一个级数的收敛性等于1呢?
首先,我们需要根据比值判别法的原理,求出该级数相邻两项的比值an+1/an当n趋向于无穷大时的极限L。设该级数为∑an,那么有:
L = lim(n→∞) an+1/an
由于题目中规定了L=1,所以我们可以得到以下等式:
1 = lim(n→∞) an+1/an
接下来,我们需要对上述等式进行变形,以便进行进一步的推导。由于等式两边都是正数,所以我们可以将其取倒数:
1/1 = lim(n→∞) an/an+1
接着,我们将等式中的n替换成n+1,得到:
1/1 = lim(n→∞) an+1/an+2
因此,我们可以将原级数∑an转化为另一个级数∑(an/an+1),于是我们的问题就转化为了判断级数∑(an/an+1)的收敛性。
根据比值判别法的原理,我们有:
L' = lim(n→∞) (an/an+1)/(an+1/an+2) = lim(n→∞) an/(an+2)
如果L'<1,那么级数∑(an/an+1)收敛;如果L'>1,那么级数∑(an/an+1)发散;如果L'=1,则需要使用其他方法进行判断。
综上所述,当比值判别法判断出级数∑an相邻两项的比值的极限为1时,我们可以将其转化为级数∑(an/an+1),然后利用比值判别法再次判断该级数的收敛性。
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