【数项级数】敛散性判别

article/2025/9/27 1:35:53

阅读本篇之前,建议可以先看一下上一篇文章哦!
【数项级数】无穷个数相加一定是个数吗?

柯西收敛准则判断级数敛散性

    • 基本思想
    • 利用柯西收敛准则判断级数是否收敛
    • 推论:
    • 定理

基本思想

在上一篇文章中,初识数项级数,我们是怎么判断它是收敛还是发散的呢?

主要思想是既然我们无法求无穷多项的和,但是我们求前n项部分和,而对于有限项的求和,我们是熟悉的,如果这n个数构成了等比数列,那就可以利用等比数列求和公式来计算;如果这n个数可以每一项可以拆开,后面的项可以和前面的项进行相消,我们也可以来计算……

然后取不同的n,计算的和也是不同的,每次计算的和构成一个数列。我们关心的是,对于取充分大的n,其和是否都收敛到同一个值。

虽然判断数项级数是否收敛的理论是这样的。但是实际上,我们需要更加直接地通过这n个数来判断它是否收敛。

所以,我们需要,从无穷多个参与求和运算的数来给出这个级数是否收敛与否的判断。



利用柯西收敛准则判断级数是否收敛

数列的柯西收敛准则
在这里插入图片描述
级数的柯西收敛准则
在这里插入图片描述
通过柯西收敛准则,我们不需要判断部分和,我们只需要看对充分大的n开始的某一段(充分远的某一段)充分小

推论:

∑ a n \sum a_{n} an收敛,则 a n a_{n} an→0.
证明:
因为 ∑ a n 收敛, \sum a_{n}收敛, an收敛,所以部分和 S n → S S_{n}→S SnS
a n = S n − S n − 1 → 0 a_{n}=S_{n}-S_{n-1}→0 an=SnSn10

所以,级数收敛,通项一定趋于0,但是通项趋于0,级数未必收敛,例如 a n = 1 n → 0 a_{n}=\frac{1}{n}→0 an=n10,但是 ∑ a n \sum a_{n} an发散。

定理

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