判断级数的敛散性通常有以下几种方法:
通项趋于零
如果级数的一般项在项数趋于无穷大时趋于零,则可能是收敛的。
几何级数或p级数
如果级数是几何级数或p级数,其敛散性是已知的。
比值判别法
对于正项级数,计算极限 \(\lim_{n \to \infty} \frac{a_{n+1}}{a_n}\)。
如果极限小于1,则级数收敛;如果大于1,则级数发散;如果等于1,则判别法失效。
根值判别法
对于正项级数,计算极限 \(\lim_{n \to \infty} \sqrt[n]{a_n}\)。
如果极限小于1,则级数收敛;如果大于1,则级数发散;如果等于1,则判别法失效。
比较判别法
如果存在一个已知敛散性的级数 \(\sum b_n\),使得对所有足够大的n,有 \(0 \leq a_n \leq Cb_n\)(C为常数),则 \(\sum a_n\) 的敛散性与 \(\sum b_n\) 相同。
交错级数判别法
利用莱布尼茨判别法,如果交错级数的一般项单调递减且趋于零,则级数收敛。
幂级数
求幂级数的收敛半径、收敛区间和收敛域。
积分判别法
对于积分 \(\int_a^\infty f(x) dx\),如果积分值是有限值,则积分收敛;如果是无穷大,则积分发散。
特殊级数
对于调和级数 \(\sum \frac{1}{n}\)、p级数 \(\sum \frac{1}{n^p}\) 等,可以直接判定其敛散性。
数值方法
对于复杂的级数,可以通过绘制级数图形或计算相邻项之比来观察其趋势。
以上方法可以单独使用,也可以结合使用,以确定级数的敛散性。需要注意的是,不同的级数可能需要不同的判别方法,而且有些级数可能需要特殊技巧才能判定其敛散性