第52题
判定级数 $\displaystyle\sum_{n=1}^{\infty}\frac{(-1)^n 2^n n!}{n^n}$ 是否收敛,若收敛,请说明是绝对收敛还是条件收敛。
答案
绝对收敛
比值(达朗贝尔)判别法 绝对收敛 条件收敛

📋 解题步骤

1
考虑绝对值级数
记 $u_n = \left|\dfrac{(-1)^n 2^n n!}{n^n}\right| = \dfrac{2^n n!}{n^n}$,考虑 $\sum_{n=1}^{\infty} u_n$。
2
应用比值判别法
$$\lim_{n\to\infty}\frac{u_{n+1}}{u_n} = \lim_{n\to\infty}\frac{2^{n+1}(n+1)!}{(n+1)^{n+1}} \cdot \frac{n^n}{2^n n!} = \lim_{n\to\infty}\frac{2}{\left(1+\dfrac{1}{n}\right)^n} = \frac{2}{e} < 1$$其中 $(n+1)! = (n+1)\cdot n!$,$(n+1)^{n+1}=(n+1)\cdot(n+1)^n$,约分后得 $\dfrac{n^n}{(n+1)^n}=\dfrac{1}{(1+1/n)^n}$
3
得出结论
由比值(达朗贝尔)判别法,$\sum_{n=1}^{\infty} u_n$ 收敛。因此原级数绝对收敛。
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