无穷级数 · 判断级数 ∑₁^∞ 1/n(n+1) 是否收敛

第11章 无穷级数 | 题库题号 12-1(可溯源)| 一题一图组 · 按题型取式 | 师生双视图同源
载体:自绘 SVG·零外链·数据不出本地
题 干
判断级数 $\sum_{n=1}^{\infty}\dfrac{1}{n(n+1)}$ 是否收敛
还原图分解图过程图路径图雷区图认知层级图方法矩阵
图一还原图先把「有什么」摆出来
已 知aₙ = 1/[n(n+1)]正项级数n = 1,2,3,⋯所 求① 判敛散② 若收敛,求和缺口需架桥
题干给的是一个具体的正项级数:通项已知,问敛散与和。
教师只读题:通项是 1 除以「相邻两整数之积」,暗示裂项。
学生圈出通项结构,写下第一句猜想:能不能拆成两项之差?
图二分解图部分和怎么算出来的
分解链:每一步都可核验aₙ = 1/[n(n+1)]拆成 1/n - 1/(n+1)Sₙ = ∑(1/k - 1/(k+1))中间项两两相消相消后只剩首尾Sₙ = 1 - 1/(n+1)n→∞ 取极限Sₙ → 1(有限)部分和收敛级数收敛,和为 1
裂项相消:$\dfrac{1}{n(n+1)}=\dfrac1n-\dfrac1{n+1}$,累加后中间项两两相消,只剩首尾。
教师先在黑板上写前 3 项,让学生看见 −1/2 与 +1/2 如何抵消。
学生自己写出 $S_n$,确认结果是 $1-\dfrac1{n+1}$(而非直接写 1)。
图三过程图部分和逼近极限
极限 = 1n=10.500n=20.667n=30.750n=40.800n=50.833n=60.857n=70.875n=80.889Sₙ
$S_n=1-\dfrac1{n+1}$,随 $n$ 增大单调上升并趋于 1;部分和收敛 ⇒ 级数收敛,和为 1。
教师问:柱子会不会超过 1?为什么?引向「有上界 + 单调 ⇒ 收敛」。
学生读出每个柱子的高度(0.5、0.667、0.75…),说出「越来越接近 1」。
图四路径图本型题的决策步(来自分解库)
① 通项 aₙ看清结构② 选工具部分和/比较③ 求 Sₙ裂项相消④ 取极限Sₙ → 1⑤ 结论收敛于 1按序执行;每步产出一个可核验的中间结果。
五步决策:每步产出一个可核验的中间结果,最后一步落到结论。
教师只点拨关键一步,其余留给学生补全。
学生按图逐步执行,把每步的中间结果写下来。
图五雷区图错在哪一步(真实数据接入位)
雷区数据接入位 本图用于把「最易错处」钉在图上的具体位置;错误率来自题库作答聚合(脱敏·按知识点「数项级数求和」)。
本知识点真实错误率:数据接入后显示(暂无则不显示,绝不编造)。
雷区图把「最容易错的地方」钉在图上的具体位置;错误率数据接入后显示。
教师小结只点典型错误、不点名;若某雷区错误率 > 40%,下节课开头加 3 分钟快问快答。
学生对照自查:这几个位置我有没有踩坑?
图六认知层级图本题落在 Bloom 哪一层
认知层级(Bloom):本题在主序列中的位置记忆●理解●应用●分析评价创造绿=本题涉及;灰=本题不涉及(层级递进,但不要求每题都到顶)
本题涉及的认知层级(绿)——从「记忆」到「创造」逐级递进。
教师据此定课堂标高:只到「应用」的题,不拔到「评价」。
学生知道要练到哪一层:会算 ≠ 会用。
图七方法矩阵同型扫描:见到什么→用什么方法
方法选择矩阵:看识别特征 → 定判别方法 → 对到实例识别特征判别方法实例可裂项 1/n(n+1)部分和·裂项相消本题 12-1 ★交错 (-1)ⁿ⁻¹·bₙLeibniz 判别法12-2含 xⁿ/n!(幂级数)比值法求半径12-3对数型 1/(n·ln n)积分判别法12-6
把「同型题」按**判别方法**归类:识别特征 → 方法 → 实例,一眼看到方法选择逻辑。
教师用这张表带「方法选择」——不是背题,是见招拆招。
学生做完一题后对照:下次见到同类特征,能不能自己选方法?
🔗 同型题串联(练完这题接着练):练同类 · 12-2 →练同类 · 12-3 →练同类 · 12-6 →
🎯 同型题 · 同考场(Ch7 数项级数求和 · 题库真题 38 道,取 4 道 · 可溯源 id,非本题改编)
求幂级数 $\sum_{n=0}^\infty (n+1)x^n$ 的和函数,并求收敛域。
#HC0776-002 | calc | 进阶
看答案
$\frac{1}{(1-x)^2},\;|x|<1$
求幂级数 $\sum_{n=1}^\infty \frac{x^n}{n}$ 的和函数。
#HC0776-003 | calc | 进阶
看答案
$-\ln(1-x),\;|x|<1$
幂级数 $\sum_{n=0}^\infty \frac{(-1)^n}{2n+1}x^{2n+1}$ 的收敛半径是:
#HC0776-005 | choice | 进阶
看答案
C
求级数 $\sum_{n=1}^\infty \frac{(-1)^{n-1}}{n}$ 的和。
#HC0776-007 | fill | 进阶
看答案
$\ln2$
做法同源:识别特征 → 判别方法 → 验算。答案可折叠,先自己做再看;错误率来自训练记录(样本不足则留白,绝不编造)。