比较判别法

定义

比较判别法

n=1an\sum_{n=1}^{\infty} a_nn=1bn\sum_{n=1}^{\infty} b_n 都是正项级数,且 anbna_n \leq b_nnn 充分大时),则:

  1. 如果 n=1bn\sum_{n=1}^{\infty} b_n 收敛(convergence),则 n=1an\sum_{n=1}^{\infty} a_n 收敛(convergence)
  2. 如果 n=1an\sum_{n=1}^{\infty} a_n 发散(divergence),则 n=1bn\sum_{n=1}^{\infty} b_n 发散(divergence)
符号说明
符号类型读音/说明在本文中的含义
\sum希腊字母Sigma(西格玛)求和符号,表示级数
\infty数学符号无穷大表示无穷级数,项数无限

使用技巧

  • 与已知收敛的级数比较(如 pp 级数、几何级数)
  • 与已知发散的级数比较(如调和级数)

例题

例 1

判断级数 n=11n2+1\sum_{n=1}^{\infty} \frac{1}{n^2 + 1} 的收敛性。

: 由于 1n2+1<1n2\frac{1}{n^2 + 1} < \frac{1}{n^2},而 n=11n2\sum_{n=1}^{\infty} \frac{1}{n^2} 是收敛的 pp 级数(p=2>1p = 2 > 1),

所以由比较判别法,n=11n2+1\sum_{n=1}^{\infty} \frac{1}{n^2 + 1} 收敛。

练习题

练习 1

判断级数 n=11n2+n\sum_{n=1}^{\infty} \frac{1}{n^2 + n} 的收敛性。

参考答案(3 个标签)
级数收敛性比较判别法p级数

解题思路: 使用比较判别法,与已知收敛的级数进行比较。

详细步骤

  1. 由于 1n2+n<1n2\frac{1}{n^2 + n} < \frac{1}{n^2},而 n=11n2\sum_{n=1}^{\infty} \frac{1}{n^2} 是收敛的 pp 级数(p=2>1p = 2 > 1
  2. 由比较判别法,n=11n2+n\sum_{n=1}^{\infty} \frac{1}{n^2 + n} 收敛

答案: 级数收敛(convergence)。


总结

本文出现的符号

符号类型读音/说明在本文中的含义
nn数学符号项数级数中的项数

中英对照

中文术语英文术语音标说明
比较判别法comparison test/kəmˈpærɪsən test/通过比较判断级数收敛性的方法
正项级数positive series/ˈpɒzətɪv ˈsɪəriːz/所有项都非负的级数
收敛convergence/kənˈvɜːdʒəns/级数部分和序列有有限极限
发散divergence/daɪˈvɜːdʒəns/级数部分和序列无有限极限
pp 级数pp-series/piː ˈsɪəriːz/形如 n=11np\sum_{n=1}^{\infty} \frac{1}{n^p} 的级数