1 svar
244 visningar
naytte behöver inte mer hjälp
naytte 7419 – Moderator
Postad: 29 maj 02:23 Redigerad: 29 maj 02:23

Bevisa att \sum a_n^2 är konvergent om \sum a_n är absolut konvergent

Halloj!

Jag sitter med uppgiften nedan:

Jag undrar om mitt resonemang är korrekt:

Om an\sum a_n är absolut konvergent måste |an|0|a_n|\to 0nn\to \infty. Då vi ligger i intervallet [0,1][0,1] kommer vi ha an2|an|a_n^2 \le |a_n|. Det finns alltså något pp sådant att för alla npn\ge p:

an2an\displaystyle a_n^2 \le \left|a_n\right|

Detta innebär givetvis också att:

n=pan2n=pan\displaystyle \sum_{n=p}^{\infty}a_n^2\le \sum_{n=p}^{\infty}\left|a_n\right|

vilket enligt jämförelsekriteriet ger att även n=pan2\sum_{n=p}^{\infty}a_n^2 konvergerar. Då har vi att:

n=1p-1an2+n=pan2=n=1an2\displaystyle \sum_{n=1}^{p-1}a_n^2+\sum_{n=p}^{\infty}a_n^2=\sum_{n=1}^{\infty}a_n^2

konvergerar, eftersom den första termen är en ändlig summa och den andra termen är konvergent enligt jämförelsekriteriet.

\blacksquare

LuMa07 495
Postad: 29 maj 07:12 Redigerad: 29 maj 07:54

Det ser bra ut.

Det finns dock en detalj som inte framgår i frågeställningen och som eventuellt kan ställa till tekniska besvär. Resonemanget som det är nu funkar bra för reella serier. Hade dock ana_n varit komplext, så skulle man behöva se upp lite grann då olikheten an2|an|a_n^2 \le |a_n| vore odefinierad.

För komplexa serier kan man göra en liten justering och bevisa absolutkonvergens istället:

Eftersom |an|0|a_n| \to 0nn\to\infty, så finns det ett pp \in \mathbb{N} sådant att |an|1|a_n|\le 1 för alla npn\ge p och därmed även |an|2|an||a_n|^2 \le |a_n|, vilket innebär att

n=pan2n=pan< \displaystyle \sum_{n=p}^\infty \left|a_n\right|^2 \le \sum_{n=p}^\infty \left|a_n\right| < \infty

Serien an2\sum a_n^2 är alltså absolutkonvergent och därmed konvergent.

Svara
Close