В общем виде положительный числовой ряд можно записать так: . Здесь: – математический значок суммы; – общий член ряда (запомните этот простой термин); – переменная «счётчик».
Исследование ряда на сходимость:
1) Рядрасходится. Это значит, что бесконечная сумма равна бесконечности: .
2) Рядсходится. Это значит, что бесконечная сумма равна некоторому конечному числу : .
Существует несколько признаков сходимости ряда:
1) необходимый признак сходимости ряда;
Если общий член рядане стремится к нулю, то ряд расходится
Или короче: Если , то ряд расходится.
Докажем, что ряд из первого примера расходится. Общий член ряда:
Вывод: ряд расходится, так как не выполнен необходимый признак сходимости ряда.
Ряды следующего типа: или или или когда в числителе и знаменателе находятся многочлены, и старшая степень числителя больше либо равна старшей степени знаменателя.
Данный ряд называется гармоническим рядом.
Легко заметить, что , НО. В теории математического анализа доказано, что гармонический ряд расходится.
Также следует запомнить понятие обобщенного гармонического ряда:
a) Данный ряд расходится при .
b) Данный ряд сходится при .
2) признаки сравнения;
Существуют два признака сравнения:
a) признак сравнения
Признак сравнения:Рассмотрим два положительных числовых ряда и . Если известно, что ряд – сходится, и выполнено неравенство (для ), то ряд тоже сходится.
Иными словами: Из сходимости ряда с большими членами следует сходимость ряда с меньшими членами.
Исследовать ряд на сходимость
Сравним исследуемый ряд со сходящимся рядом . Используем признак сравнения. Для рассматриваемых рядов выполнено неравенство , значит, по признаку сравнения исследуемый ряд сходится вместе с рядом .
b) предельный признак сравнения
Предельный признак сравнения:Рассмотрим два положительных числовых ряда и . Если предел отношения общих членов этого ряда равен конечному, отличному от нуля числу : , то оба ряда сходятся или расходятся одновременно.
Важные примечания:
1) Если речь идёт о двух сходящихся рядах, то предел может быть равен и нулю (но не бесконечности).
2) Если речь идёт о двух расходящихся рядах, то предел может быть равен и бесконечности (но не нулю).
Когда применяется предельный признак сравнения?
1) В знаменателе находится многочлен. 2) Многочлены находятся и в числителе и в знаменателе. 3) Один или оба многочлена могут быть под корнем.
Исследовать ряд на сходимость
Сравним данный ряд со сходящимся рядом . Используем предельный признак сравнения. Известно, что ряд – сходится. Если нам удастся показать, что равен конечному, отличному от нуля числу, то будет доказано, что ряд – тоже сходится.
Получено конечное, отличное от нуля число, значит, исследуемый ряд сходится вместе с рядом .