數項級數的收斂性問題是數學分析中研究的基本內容之一。數項級數主要分為正項級數和一般項級數,一般項級數的收斂性判別問題要比正項級數複雜。在此,我們只討論某些特殊類型的級數的收斂性問題,比如交錯級數,絕對收斂級數,條件收斂級數。
基本介紹
- 中文名:一般項級數
- 外文名:general term series
- 學科:數學
- 領域範圍:數學分析
- 屬性:數項級數
交錯級數,定理1(萊布尼茨判別法),推論1,絕對收斂級數及其性質,定理2,例1,阿貝爾判別法和狄利克雷判別法,定理3(阿貝爾判別法),定理4(狄利克雷判別法),
交錯級數
若級數的各項符號正負相間,即
則稱(1)為交錯級數。
對於交錯級數,有下面常用的判別法。
定理1(萊布尼茨判別法)
若交錯級數(1)滿足下述兩個條件:
(i)數列 單調遞減;
(ii)
則級數(1)收斂。
推論1
若級數(1)滿足萊布尼茨判別法的條件,則收斂級數(1)的餘項估計式為
對於下列交錯級數套用萊布尼茨判別法檢驗,容易檢驗它們都是收斂的。
絕對收斂級數及其性質
若級數
各項絕對值所組成的級數
收斂,則稱原級數(2)為絕對收斂級數。
定理2
絕對收斂級數一定收斂。
例1
級數
的各項絕對值所組成的級數是
套用比式判別法,對於任何實數都有
因此,所考察的級數對任何實數都絕對收斂。
若級數(5)收斂,但級數(6)不收斂,則稱級數(5)為條件收斂級數。
例如級數(2)是條件收斂,而級數(3)、(4)則是絕對收斂。
全體收斂的級數可分為絕對收斂級數與條件收斂級數兩大類。
阿貝爾判別法和狄利克雷判別法
下面討論級數
收斂性的判別法。
定理3(阿貝爾判別法)
若為單調有界數列,且級數收斂,則級數(7)收斂。
定理4(狄利克雷判別法)
若數列單調遞減,且,又級數的部分和數列有界,則級數(7)收斂。