Теорема 1. (критерий сходимости ряда с неотрицательными членами)
Если ϵ N
, то для сходимости ряда
необходимо и достаточно, чтобы последовательность его частичных сумм
была ограничена сверху, т.е.
:
ϵ N t wx:val="Cambria Math"/><w:i/><w:sz w:val="28"/><w:sz-cs w:val="28"/></w:rPr><m:t>k</m:t></m:r></m:sub></m:sSub><m:r><w:rPr><w:rFonts w:ascii="Cambria Math" w:fareast="Times New Roman" w:h-ansi="Cambria Math"/><wx:font wx:val="Cambria Math"/><w:i/><w:sz w:val="28"/><w:sz-cs w:val="28"/></w:rPr><m:t>≤M</m:t></m:r></m:e></m:nary></m:oMath></m:oMathPara></w:p><w:sectPr wsp:rsidR="00000000"><w:pgSz w:w="12240" w:h="15840"/><w:pgMar w:top="1134" w:right="850" w:bottom="1134" w:left="1701" w:header="720" w:footer="720" w:gutter="0"/><w:cols w:space="720"/></w:sectPr></w:body></w:wordDocument>">
.
Заметим, что
возрастающая последовательность, т.к.
. Осталось воспользоваться теоремой о возрастающей последовательности.
Теорема 2. (интегральный признак сходимости ряда).
Если функция неотрицательная и убывает на
, то ряд
и интеграл
сходятся или расходятся одновременно.
Обозначим ,
ϵ N
. Т.к.
убывает при
, то она интегрируема на
и ar w:top="1134" w:right="850" w:bottom="1134" w:left="1701" w:header="720" w:footer="720" w:gutter="0"/><w:cols w:space="720"/></w:sectPr></w:body></w:wordDocument>">
ϵ
выполняется:
. Тогда
. Просуммируем эти неравенства для
, получим
или
.
a) Если интеграл сходится, то
, причем, т.к.
, то
, тогда
, т.е.
ограничена сверху. По Т1, ряд сходится.
б) Если ряд сходится, то (т.к.
. Тогда
ϵ N т.к.
, то последовательность
возрастает. И т.к. она ограничена сверху, то
, т.е. интеграл сходится.
Теорема. (признак сравнения)
Если ϵ N
, то из сходимости ряда
следует сходимость
а из расходимости
следует расходимость
.
Следствие. Если и s w:val="28"/></w:rPr><m:t>n</m:t></m:r></m:sub></m:sSub><m:r><w:rPr><w:rFonts w:ascii="Cambria Math" w:fareast="Times New Roman" w:h-ansi="Cambria Math"/><wx:font wx:val="Cambria Math"/><w:i/><w:sz w:val="28"/><w:sz-cs w:val="28"/></w:rPr><m:t>>0</m:t></m:r></m:oMath></m:oMathPara></w:p><w:sectPr wsp:rsidR="00000000"><w:pgSz w:w="12240" w:h="15840"/><w:pgMar w:top="1134" w:right="850" w:bottom="1134" w:left="1701" w:header="720" w:footer="720" w:gutter="0"/><w:cols w:space="720"/></w:sectPr></w:body></w:wordDocument>">
для
ϵ N и
при
(т.е.
= 1), то ряды
и
сходятся или расходятся одновременно.
Теорема. (признак Даламбера)
Пусть дан ряд , где
ϵ N. Тогда:
1) Если ϵ (0) и номер
:
, то ряд
сходится.
2) Если ϵ N:
, то ряд расходится.
a) По условию, s New Roman" w:h-ansi="Cambria Math"/><wx:font wx:val="Cambria Math"/><w:i/><w:sz w:val="28"/><w:sz-cs w:val="28"/></w:rPr><m:t>в?™q</m:t></m:r></m:oMath></m:oMathPara></w:p><w:sectPr wsp:rsidR="00000000"><w:pgSz w:w="12240" w:h="15840"/><w:pgMar w:top="1134" w:right="850" w:bottom="1134" w:left="1701" w:header="720" w:footer="720" w:gutter="0"/><w:cols w:space="720"/></w:sectPr></w:body></w:wordDocument>">
,
,…,
ϵ N.
Т.к. сходится (см. пример ранее), то сходится ряд
А значит сходится ряд
, полученный добавлением к последнему
.
б) Из условия следует, что ,
,
и так далее. Значит,
, причем
. Тогда
. Значит, ряд расходится.
Следствие. (признак Даламбера в предельной форме).
Если , то ряд сходится при
.
Замечание. При признак не дает ответа. Действительно,
и
…
Теорема. (признак Коши).
Пусть дан ряд , где
ϵ N. Тогда:
1)Если (0;1) и номер
, то ряд
сходится.
2) Если N
, то ряд
расходится.
a) Из условия следует, что
, где 0
. Из сходимости
следует сходимость
следовательно
(по 2 свойству сходимости рядов).
б) Если , то
следовательно s w:val="28"/></w:rPr><m:t>n</m:t></m:r></m:sub></m:sSub><m:r><w:rPr><w:rFonts w:ascii="Cambria Math" w:fareast="Times New Roman" w:h-ansi="Cambria Math"/><wx:font wx:val="Cambria Math"/><w:i/><w:sz w:val="28"/><w:sz-cs w:val="28"/></w:rPr><m:t>↛0.</m:t></m:r></m:oMath></m:oMathPara></w:p><w:sectPr wsp:rsidR="00000000"><w:pgSz w:w="12240" w:h="15840"/><w:pgMar w:top="1134" w:right="850" w:bottom="1134" w:left="1701" w:header="720" w:footer="720" w:gutter="0"/><w:cols w:space="720"/></w:sectPr></w:body></w:wordDocument>">
Ряд расходится.
Следствие. (признак Коши в предельной форме).
Если , то при
ряд сходится, а при
ряд расходится.
При признак не дает ответа.
Если интеграл расходится, то и ряд расходится (от противного: если бы ряд сходился, то по ранее доказанному и интеграл то же бы сходился). Аналогично из расходимости ряда следует расходимость интеграла.