1 svar
345 visningar
naytte behöver inte mer hjälp
naytte Online 8429 – Moderator
Postad: 29 maj 2025 02:23 Redigerad: 29 maj 2025 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 0 då n→∞n\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 n≥pn\ge p:

an2≤an\displaystyle a_n^2 \le \left|a_n\right|

Detta innebär givetvis också att:

∑n=p∞an2≤∑n=p∞an\displaystyle \sum_{n=p}^{\infty}a_n^2\le \sum_{n=p}^{\infty}\left|a_n\right|

vilket enligt jämförelsekriteriet ger att även ∑n=p∞an2\sum_{n=p}^{\infty}a_n^2 konvergerar. Då har vi att:

∑n=1p-1an2+∑n=p∞an2=∑n=1∞an2\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 780
Postad: 29 maj 2025 07:12 Redigerad: 29 maj 2025 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 0 då n→∞n\to\infty, så finns det ett p∈ℕp \in \mathbb{N} sådant att |an|≤1|a_n|\le 1 för alla n≥pn\ge p och därmed även |an|2≤|an||a_n|^2 \le |a_n|, vilket innebär att

∑n=p∞an2≤∑n=p∞an<∞ \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