数项级数的收敛性问题是数学分析中研究的基本内容之一。数项级数主要分为正项级数和一般项级数,一般项级数的收敛性判别问题要比正项级数复杂。在此,我们只讨论某些特殊类型的级数的收敛性问题,比如交错级数,绝对收敛级数,条件收敛级数。
交错级数若级数的各项符号正负相间,即
则称(1)为交错级数。
对于交错级数,有下面常用的判别法。
定理1(莱布尼茨判别法)若交错级数(1)满足下述两个条件:
(i)数列 单调递减;
(ii)
则级数(1)收敛1。
推论1若级数(1)满足莱布尼茨判别法的条件,则收敛级数(1)的余项估计式为
对于下列交错级数应用莱布尼茨判别法检验,容易检验它们都是收敛的。
绝对收敛级数及其性质若级数
各项绝对值所组成的级数
收敛,则称原级数(2)为绝对收敛级数。
定理2绝对收敛级数一定收敛1。
例1级数
的各项绝对值所组成的级数是
应用比式判别法,对于任何实数都有
因此,所考察的级数对任何实数都绝对收敛。
若级数(5)收敛,但级数(6)不收敛,则称级数(5)为条件收敛级数。
例如级数(2)是条件收敛,而级数(3)、(4)则是绝对收敛。
全体收敛的级数可分为绝对收敛级数与条件收敛级数两大类。
阿贝尔判别法和狄利克雷判别法下面讨论级数
收敛性的判别法。
定理3(阿贝尔判别法)若为单调有界数列,且级数收敛,则级数(7)收敛。
定理4(狄利克雷判别法)若数列单调递减,且,又级数的部分和数列有界,则级数(7)收敛。
本词条内容贡献者为:
孙和军 - 副教授 - 南京理工大学