通过以上定理,我们可以得到以下推论,但它只是判别级数收敛的必要条件。
推论 若级数 收敛,则 。论文网
定理2[2] (积分判别法) 设 为 上非负减函数,那么正项级数 与反常积分 同时收敛或同时发散。
证 由假设 为 上的非负减函数,故对任何正数 , 在 上可积,从而有 。
依次相加可得 。
若反常积分收敛,则 对于任何正整数 ,有
故部分和数列 有界,故级数 收敛。
反之,若 收敛,则对任意正整数 ,有 。
因为 为非负减函数,故对任意正数 ,都有
。
故反常积分 也收敛。
同理可得 与 是同时发散的。
定理3[3](比较原则) 设 是两个正项级数,如果存在某正数 ,对一切 ,都有
。
则(1)若级数 收敛,则级数 也收敛;
(2)若级数 发散,则级数 也发散。文献综述
证 因为改变级数的有限项并不影响原有级数的敛散性,因此不妨设不等式 对一切正整数都成立。
现在分别以 和 记级数 和 的部分和。由上不等式推得,对一切正整数 ,都有
。
若 收敛,即 存在,则由 得 ,即正项级数 的部分和数列 有界,因为级数 是正项级数,故级数 收敛。(2)为(1)的逆否命题,自然也成立。
推论 设, 。
是两个正项级数,若 ,
则 (1)若 ,则级数 , 同时收敛或同时发散;
(2)当 且级数 收敛时,级数 也收敛;
(3)当 且级数 发散时,级数 也发散。
定理4[4](厄尔玛可夫判别法) 设 为单调递减的正值函数,且 。
(1) 当 时,级数 为收敛级数;
(2) 当 时,级数 为发散级数。