比較審斂法

判別級數斂散性的方法

數學領域,收斂性判別法是判斷無窮級數收斂、條件收斂、絕對收斂、區間收斂或發散的方法。比較審斂法又稱比較審斂原理,是判別級數斂散性的一種方法。

定理


設為一收斂的無窮級數,當中每項都是正實數,而無窮級數中的可為複數。假定對任意n有(這裡代表取複數的模)。
(1)若收斂,則收斂。
(2)若,則級數。

證明


(1)對於有,第一個不等號是因有三角不等式而成立。按假定,符合柯西收斂原理,所以亦然。因為複數集的完備性,知收斂。
(2)設數列分別代表,的部分和。因為對任意n有,所以。由於,根據極限的保不等式性,,即。

推論


(1)如果級數收斂,且存在正整數N,使當時,()成立,則級數收斂;
(2)如果級數發散,且存在正整數N,使當時,()成立,則級數發散。

典型題


判斷一般項為的無窮級數的收斂性:
因為,而一般項為的級數發散(調和級數發散),由比較審斂法知此級數發散。