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怎样判断级数的敛散性

原创2025-08-06 12:23:08

判断级数的敛散性通常有以下几种方法:

通项极限检验

如果级数的通项 \(a_n\) 趋于零(\(\lim_{n \to \infty} a_n = 0\)),则进入下一步。

如果通项不趋于零,则级数发散。

比较判别法

将待判定的级数与已知的收敛或发散的级数进行比较。

如果待判定的级数的通项 \(a_n\) 小于等于已知级数的通项 \(b_n\)(\(a_n \leq b_n\) 对所有 \(n\) 成立),并且 \(\sum b_n\) 收敛,则 \(\sum a_n\) 也收敛。

如果 \(\sum a_n\) 发散,则不能由此得出 \(\sum b_n\) 的敛散性。

比值判别法

计算级数的相邻两项之比的极限 \(\lim_{n \to \infty} \frac{a_{n+1}}{a_n}\)。

如果该极限小于1,则级数收敛;如果大于1,则级数发散;如果等于1,则无法判断。

根值判别法

计算级数的通项的 \(n\) 次方根的极限 \(\lim_{n \to \infty} \sqrt[n]{|a_n|}\)。

如果该极限小于1,则级数收敛;如果大于1,则级数发散;如果等于1,则无法判断。

积分判别法

将级数表达为函数的积分形式,判断积分是否收敛。

Abel判别法

将级数分解为两个部分:一个收敛的数列和一个单调有界的数列,判断其收敛性。

狄利克雷判别法

将级数分解为两个部分:一个单调有界的数列和一个部分和的数列,判断其收敛性。

交错级数的莱布尼茨判别法

对于交错级数 \(\sum (-1)^n u_n\),如果 \(\{u_n\}\) 单调递减且趋于0,则级数收敛。

特殊级数的敛散性

常值级数:如果通项趋于0,还需进一步判断是否为正项级数,然后使用比值审敛法或根值审敛法。

几何级数:等比级数,如果公比的绝对值小于1,则级数收敛。

调和级数:是发散的。

以上方法可以帮助我们判断一个级数的敛散性。需要注意的是,有些级数可能需要结合多种方法来判断其敛散性

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