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1、第二节第二节 正项级数审敛法正项级数审敛法一、正项级数收敛及其审敛法二、交错级数及其审敛法三、绝对收敛与条件收敛一、正项级数及其审敛法定义设级数的每一项都是非负数,则称此级数是 显然,正项级数的部分和sn数列是单调增加的，即正项级数.定理1 正项级数 收敛的充分必要条件是：它的部分和数列sn有界.证明:这是一个正项级数，其部分和为:故sn有界，所以原级数收敛.定理2(比较审敛法)设 和 都是正项级数，且若级数 收敛，则级数 收敛；反之，若级数 发散，则级数 也发散.则有：若 发散，则 也发散;且当 时，有 成立，则有：若 收敛，则 也收敛.推论设级数和是两个正项级数，且存在自然数N，使当时，有
2、（k0)成立，例2 判定p-级数的敛散性.常数p0.由此可得结论，p级数当 时发散，p1时收敛.由比较判别法可知，所给级数也发散.而级数是发散的；定理3(比较判定法的极限形式)证明：(1)由极限定义可知,对 ,存在自然数N,当nN时，有而级数数 收敛，根据比较审敛法的推论,知级数 收敛级数 不可能收敛，即级数 发散.(2)按已知条件知极限 存在，如果级数 收敛，则由结论(1)必有级数 收敛，但已知级数 发散，因此 定理表明，当 时，如果 是与 同阶或是比 高阶的无穷小，而级数 收敛，则级数 收敛；如果 是 同阶或是比 低阶的无穷小，而级数 发散，则级数 发散.由定理(3)知原级数发散.而调和级
3、数 是发散的，定理(达朗贝尔比值判别法)设 为正项级数，如果(1)当l 1(或 )时，级数发散.证:(1)当l1，取一个适当小的正数 ,使得 ,由极限定义知，存在自然数m,有级数 收敛，因为此级数的各项小于收敛的等比级数(公比r1，取一个适当小的正数 使得 ,由极限定义知，当 ，有当 时,级数的一般项 逐渐增大,由级数收敛的必要条件可知 发散.类似地，可证当 发散.(3)当l=1时，级数可能收敛也可能发散.不能判别敛散性.但p级数，当 p1 时,级数收敛,当 时,级数发散.例如p级数例9 判别级数解:由比值判别法可知所给级数发散.此时l=1，比值判别法失效，用其他方法判定;则当l 1(或)时级
4、数发散；当l=1时，级数可能收敛，也可能发散.定理5(根值审敛法，柯西判别法)设 为正项级数，如果它的一般项un的n次根的极限等于 l ；证:(1)当l1，由极限定义，对于一个适当小 的正数 ,存在自然数m，当 时,有(3)当l=1时,以p级数为例故当 l=1时,级数可能收敛，也可能发散.定理6(极限审敛法)设 为正项级数,(1)如果 ，则级数 发散;(2)如果p1，而 ，则级数 收敛.证明：(1)在极限形式的比较审敛法中，取 ，由调和级数 发散，知结论成立.(2)在极限形式的比较审敛法中，取 ，当p1时，p级数 收敛，故结论成立.例12解:根据极限审敛法，知所给级数收敛.例13解:因为根据极
5、限审敛法，知所给级数收敛.二、交错级数及其审敛法定义 正负项相间的级数，称为交错级数.定理1(莱布尼兹定理)如果交错级数则级数收敛，且其和 ，并且其余项 rn的绝对值:(1)级数前项大于后项，即(2)级数的通项趋于零 ，即证明:先证明前2n项的和s2n的极限存在，为此将s2n写成两种形式:由(1)式可知s2n是单调增加的；由(2)式可知s2nu1.由单调有界数列必有极限的准则，知：当n无限增大时，s2n趋于一个极限s，并且s不大于u1，即：再证明前2n+1项的和s2n+1的极限也是s，有三、绝对收敛与条件收敛任意项级数：一般的级数，它的各项为又有正数，又有负数的任意实数.定义(1)如果级数的各项绝对值所组成的级数收敛，则称原级数绝对收敛；(2)如果级数收敛，而它的各项绝对值所组成的级数发散，则称原级数条件收敛.定理2 如果任意项级数的各项绝对值组成的级数收敛，则原级数必定收敛.即：Vn=Wn=注意：(1)由于任意项级数各项的 绝对值组成的级数是正项级数，一切判别正项级数敛散性的判别法，都可以用来判定任意项级数是否绝对收敛.定理9 如果任意项级数则:当l1时，级数发散.