5.2 审敛法

高等数学 A2



周维祺

正项级数审敛法

是正项级数,绝对收敛收敛

基本思想:收敛=尾部足够小

级数收敛的速度足够快

基本策略:比较

只需验证或

两种常用的收敛级数

两种常用的发散级数

比较法

  • 给定,

  • 若 则两级数具有同样的敛散性

  • 若,且收敛, 则也收敛

  • 若, 且发散, 则也发散

证明的主要步骤

  • 若,则,使得对所有,都成立,即

  • 有限只需考察此项的敛散性

证明的主要步骤



  • 若发散,则取,显然也发散

  • 若收敛,则显然单调不减有上界,从而收敛

证明的主要步骤

  • 同理可证,若,且收敛, 则也收敛
    以及,若, 且发散, 则也发散

  • 反例:,级数不收敛; 取以及
    比值极限均为,前者级数收敛,后级数者发散

  • 反例:,级数收敛; 取以及
    比值极限均为,前者级数收敛,后级数者发散

练习

判断的敛散性

思考:判断的敛散性

比值法和根式法

  • 若,则级数收敛发散无法判断

  • 若,则级数收敛发散无法判断

证明的主要步骤

  • 若,则,使得
    对所有,都成立,即


  • 有限只需考察此项的敛散性

证明的主要步骤

  • 若,则取,得

    级数收敛

  • 若,则取,得
    ,
    级数发散

证明的主要步骤

  • 比值法:即与几何级数作比较

  • 例:,但敛散性取决于

  • 根式法也是与几何级数作比较,的例子与上例相同

练习

分别用比值法和根式法判断的敛散性

交错级数的收敛性

设

若单调不增,且

则级数收敛

证明的主要步骤

  • 偶数项的和

    单调不减,且
    )
    有上界,故收敛

  • 奇数项的和 ,因此级数收敛

小结

  • 审敛法的基本思想和策略

  • 比较法、比值法、根式法

  • 常用的例子和反例