Знакочередующиеся ряды.
Знакочередующийся
ряд можно записать в виде:
![]()
где
(
).
Теорема 7 (признак Лейбница).
Если члены
знакочередующегося ряда не возрастают
по абсолютной величине с ростом
n,
т.е., начиная с некоторого n,
верно неравенство
и
,
то ряд сходится, причем, если его сумма
равнаs,
то
.
Пример 24.
Исследовать сходимость ряда
.
Ряд знакочередующийся.
Применим признак Лейбница (теорема 7).
,
.
Очевидно, что
.
Кроме того,
.
Выполнены оба условия признака Лейбница,
следовательно, ряд сходится.
Пример 25.
Исследовать сходимость ряда
.
Дан
знакочередующийся ряд. Члены этого ряда
по абсолютной величине монотонно
убывают. В самом деле,
,
т.к.
![]()
.
Однако,![]()
.
Значит, ряд расходится по необходимому
признаку (теорема 1, следствие), по
признаку Лейбница расходимость не
установить.
Знакопеременные ряды
Ряд
называетсязнакопеременным,
если членами его являются любые
действительные числа:
.
Теорема 8 (признак абсолютной сходимости).
Дан ряд
.
Если сходится ряд
,
то сходится и ряд
.
Ряд
в этом случае называетсяабсолютно
сходящимся.
Т.к. знакочередующийся ряд– частный случай знакопеременного ряда, то и к знакочередующемуся ряду можно применять признак абсолютной сходимости.
Пример 26.
Исследовать сходимость ряда
.
Дан знакопеременный
ряд. Применим к нему признак абсолютной
сходимости. Составим ряд из абсолютных
величин членов исходного ряда:
.
Этот знакоположительный ряд сравним в
непредельной форме с рядом
,
который представляет собой геометрическую
прогрессию с
,
следовательно,
сходится. Имеем очевидное неравенство:
,
тогда ряд
также сходится, а значит по признаку
абсолютной сходимости исходный ряд
сходится абсолютно.
Если ряд
сходится, а ряд
расходится, то ряд
называется условно
сходящимся.
Пример 27. Исследовать на абсолютную или условную сходимость так называемый ряд Лейбница
![]()
По признаку
Лейбница (теорема 7) этот ряд сходится,
т.к. для него выполняются оба условия
этого признака: a)
и б)
.
Но ряд, составленный из абсолютных
величин данного ряда,
является
гармоническим, который расходится.
Следовательно, ряд Лейбница сходится
условно.
Признаки Даламбера и Коши для знакопеременных рядов.
Пусть
-
знакопеременный ряд.
Признак Даламбера.Если
существует предел
,
то приl<1 ряд
будет абсолютно сходящимся, а приl>1
ряд будет расходящимся. Приl=1 признак
не дает ответа о сходимости ряда.
Признак Коши.Если существует
предел
,
то приl<1 ряд
будет абсолютно сходящимся, а приl>1
ряд будет расходящимся. Приl=1
признак не дает ответа о сходимости
ряда.
Теорема 9.
В сходящемся (абсолютно или условно)
ряде можно группировать члены, не меняя
их порядка. Иными словами, если сходится
ряд
,
то сходится и ряд
![]()
+
,
причем оба ряда имеют одну и ту же сумму.
Теорема 10. Абсолютно сходящийся ряд остается сходящимся и сохраняет сумму при любой перестановке его членов.
Теорема11. В условно сходящемся ряде при соответствующей перестановке его членов можно сделать его сумму равной любому наперед заданному числу или сделать ряд расходящимся.
Краткие рекомендации по применению тех или иных признаков сходимости к соответствующим рядам приведены в нижеследующей таблице.
|
Знакоположительные ряды. |
Знакочередующиеся ряды. |
Знакопеременные ряды. |
|
|
|
Замечание. Следует иметь в виду, что существуют и другие признаки сходимости рядов.
