为什么比较判别法(comparison test)是判别正项级数收敛性的基本方法?

如题所述

证明过程如下:


比较判别法(comparison test),是判别正项级数收敛性的基本方法。

当你用级数表示数列时,数列的单调递增就变成了级数的通项恒正。因此,我们首先研究所谓的正项级数。

另外,上次通过 Cauchy 收敛原理,发现了一种强于收敛性的性质是绝对收敛性,也就是将级数的通项变为原来的绝对值,再讨论收敛性。对于正项级数,收敛性和绝对收敛性等价。

由于正项级数对应单调递增数列,收敛性等价于有界性,这就使得正项级数的收敛性讨论变得比较容易。比较判别法是由此带来的最朴素的判别法。

以下级数都是正项级数,数列都是单调递增正数列。

显然,对于两个数列,它们的对应项有不变的大小关系,那么如果较大的有界,那么较小的也有界;如果较小的无界,那么较大的也无界。

并且上述比较不一定需要考察每一项,前若干项不符合也是无妨的。

另一方面,对一个数列的各项乘一个非零常数,也不影响它的有界性。

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