Alternierende Reihe -> Konvergent oder Divergent?

Hallo Zusammen!

Ich habe folgende Übungsaufgabe:

\sum_{n=1}^\infty \frac{(-1)^n*n}{2n+1}

Da diese Reihe alternierend ist, nehme ich im Normalfall das Leibniz-Kriterium.
Also muss:

u_{n} > u_{n+1}

sein und

\lim_{n \to \infty} u_{n} = 0

u_{n} = \frac{n}{2n+1}
Das (-1)^n kann ich ja vernachlässigen.

Nun sehe ich, das für lim n gegen unendlich der Grenzwert 1/2 ist. Also nicht Null, also nicht konvergent, somit ist keine Aussage möglich.

Stimmt meine Annahme? Leider habe ich dazu keine offizielle Lösung.

Jemand anders hat behauptet man könnte das mit dem Wurzelkriterium machen. Das glaube ich aber nicht.

Vielen Dank!

Gruß
geid0r

Hi,

[…] Also nicht Null, also nicht konvergent, somit ist keine Aussage :möglich.

Doch: keine Nullfolge => divergent.

Stimmt meine Annahme? Leider habe ich dazu keine offizielle Lösung.

die Rechnung ist richtig.

Jemand anders hat behauptet man könnte das mit dem Wurzelkriterium :machen. Das glaube ich aber nicht.

Wieso? Einfach mal ausprobieren:
a_n = (-1)^n*\frac{2}{2n+1} \Rightarrow
\sqrt[n]{|a_n|} = \sqrt[n]{\frac{n}{2n+1}} \leq \sqrt[n]{\frac{n}{2n}} = \sqrt[n]{\frac{n}{2n}} \to 1
also ist der limsup nicht

Hallo!

Vielen Dank!

Was ich jetzt noch nicht verstehe ist, warum die Reihe dann divergiert. Mit dem Leibniz-Kriterium kann ich ja nur sagen ob diese konvergiert.

Wie hast du also die Divergenz festgestellt?

Beim Wurzelkriterium kommt ja 1 raus. Wir haben im Skript stehen, dass bei 1 keine Entscheidung mit diesem Kriterium möglich ist.

Gruß
geid0r

Hi,

ad 1) eine Reihe kann nur 2 sich ausschließende Zustände annehmen (wenn man absolute Konvergenz mal aussen vor lässt), nämlich konvergent oder divergent. Wenn sie also nicht konvergent ist, ist sie divergent.
ad 2) siehe ad 1) aber zur Sicherheit hab ich noch mal in meinen Unterlagen nachgesehen. Da steht sogar explizit drin: Wenn \sqrt[n]{|a_k|}\geq 1 für unendlich viele k gilt, ist die Reihe divergent. Hier gilt das sogar für alle k.

Grüße,
JPL

Ergänzung
ausserdem kann man noch \sqrt[n]{|a_n|} = \sqrt[n]{\frac{2}{2n+1}} \geq \sqrt[n]{\frac{2}{2n+2}} \to 1 abschätzen, dann muss \sqrt[n]{|a_n|} \to 1 gelten

Hallo,

ad 1) eine Reihe kann nur 2 sich ausschließende Zustände
annehmen (wenn man absolute Konvergenz mal aussen vor lässt),
nämlich konvergent oder divergent.

soweit bin ich einverstanden.

Wenn sie also nicht konvergent ist

Aber das Leibniz-Kriterium ist doch (wie viele andere Konvergenzkriterien) nur eine hinreichende Bedingung für Konvergenz, oder? Also lässt es keine Schlüsse darüber zu, ob die Reihe divergiert: Wenn das Leibniz-Kriterium nicht zutrifft, kann die Reihe trotzdem konvergieren.

Andreas

Hi Andreas,

ja, da hast du recht. Dann muss doch das Cauchy-Kriterium ran.
Grüße,
JPL