无穷级数与收敛

比较判别法

比较判别法体现的思想是:一堆比有限堆更小的正物自身也是有限的,而比无限堆更大的一堆自身也是无限的。你通过把一个陌生级数的各项夹在你已经理解的级数之间,来作出判断。

对非负项级数表述如下:设对一切 n(或一切充分大的 n)有 0 <= a_n <= b_n。若 sum b_n 收敛,则 sum a_n 收敛;若 sum a_n 发散,则 sum b_n 发散。理由是 sum a_n 的部分和递增且以收敛的 sum b_n 的部分和为上界,故由单调收敛定理它收敛。发散那一半是其逆否命题。

两点诚实的告诫。其一,不等式方向至关重要:较小级数被一个发散的较大级数所界,并不能告诉你任何信息。其二,如上表述的判别法要求非负项;对符号混合的级数,你应比较绝对值,这随之给出绝对收敛。技巧在于挑选一个好的比较级数——通常是几何级数或 p-级数。

由于 0 <= 1/(n^2 + n) <= 1/n^2 且 sum 1/n^2 收敛,故 sum 1/(n^2 + n) 收敛。由于 1/sqrt(n) >= 1/n 且 sum 1/n 发散,故 sum 1/sqrt(n) 发散。

由上方界定可证收敛;由下方以发散级数界定可证发散。

又称
direct comparison test直接比较判别法直接比較判別法