Question

исследовать сходимость ряда

Answer 1

$\beta\in[0;1]:\\ \alpha\geq 0: \lim\limits_{n\to\infty}\sqrt[n]{\dfrac{\alpha^n}{\beta^n+n}}=\lim\limits_{n\to\infty}\sqrt[n]{\dfrac{\alpha^n}{n}}=\alpha$

Тогда, по признаку Коши, при $\alpha\in[0;1)$ ряд сходится, при $\alpha 1$ расходится.

При $\alpha=1$ имеем $\sum\limits_{n=1}^\infty\dfrac{1}{\beta^n+n}\geq \sum\limits_{n=1}^\infty\dfrac{1}{n+1}= \sum\limits_{k=2}^\infty\dfrac{1}{k}$ Гармонический ряд расходится, а тогда исходный ряд расходится по признаку сравнения.

$\alpha$

При $\alpha\in(-1;0)$ ряд сходится, т.к. ряд из модулей (по доказанному выше) сходится.

$\alpha\lim\limits_{n\to\infty}{|\dfrac{\alpha^n}{\beta^n+n}|}=\lim\limits_{n\to\infty}{\dfrac{|\alpha|^n}{n}}=+\infty$ необходимое условие не выполнено, а значит ряд расходится.

$\alpha=-1= a_{n+1}$ , а тогда по признаку Лейбница ряд сходится.

$\beta1:\\ \alpha\geq 0: \lim\limits_{n\to\infty}\sqrt[n]{\dfrac{\alpha^n}{\beta^n+n}}=\lim\limits_{n\to\infty}\sqrt[n]{\dfrac{\alpha^n}{\beta^n}}=\dfrac{\alpha}{\beta}$

Тогда при $\alpha$ ряд сходится, при $\alpha\beta$ расходится.

$\alpha=\beta=\lim\limits_{n\to\infty}{\dfrac{\beta^n}{\beta^n+n}}=1$ - необходимое условие не выполнено, ряд расходится.

$\alpha$

Тогда при $\alpha-\beta$ ряд сходится.

При $\alpha=-\beta$ необходимое условие не выполнено, ряд расходится.

$\alpha|\alpha|=-\alpha\beta\\=\lim\limits_{n\to\infty}{|\dfrac{\alpha^n}{\beta^n+n}|}=\lim\limits_{n\to\infty}{\dfrac{|\alpha|^n}{\beta^n}}=+\infty$ необходимое условие не выполнено, ряд расходится.

По итогу ряд сходится только на $[-1;1)\times[0;1] \;\;\bigcup\;\; (-\beta;\beta)\times[\beta;+\infty),\forall\beta1$