无穷级数与收敛
通项判别法
通项判别法是第一件要检查的事,它唯一诚实的职责是揪出失败者:若一个级数的各项不趋向零,则该级数绝无可能收敛。它是一个快速的淘汰工具,而非通往收敛的护照。
确切地说:若 sum a_n 收敛,则 a_n -> 0。取其逆否命题即得可用形式——若 a_n 不趋向 0(或趋向非零极限,或根本没有极限),则 sum a_n 发散。证明只需一行:a_n = s_n - s_{n-1},若 s_n -> S,则 a_n -> S - S = 0。
至关重要的告诫,对每个学生反复强调:其逆命题不成立。条件 a_n -> 0 对收敛是必要而非充分的。调和级数 sum 1/n 的各项趋于 0 却发散。因此当判别法显示 a_n -> 0 时,它什么也没告诉你——判别法此时无效,你必须动用更强的工具,例如比较、比值、根值或积分判别法。
对 sum n/(n+1),各项 n/(n+1) -> 1 而非 0,故级数发散。但对 sum 1/n,各项 -> 0,判别法沉默,尽管该级数同样发散。
该判别法能检出发散,却从不证明收敛。
又称
另见