绝对收敛的概念 绝对收敛是什么意思 绝对收敛的概念是什么

绝对收敛是什么意思

绝对收敛是指一个级数的绝对值的级数收敛。具体来说,如果有一个级数 ( sum a_n ),其中 ( a_n ) 是级数的项,那么这个级数的绝对值级数 ( sum |a_n| ) 如果收敛,即部分和有极限,我们就说原始级数 ( sum a_n ) 是绝对收敛的。

绝对收敛级数的一个重要性质是,它允许项的重新排列而不会改变级数的和。这是因为绝对收敛级数的项的绝对值之和是有限的,因此级数的项可以任意排列,其和仍然是相同的。

在数学分析中,绝对收敛是收敛性的一种更强的条件,它比条件收敛(条件收敛级数是指级数 ( sum a_n ) 收敛,但其绝对值级数 ( sum |a_n| ) 发散)要强。如果一个级数绝对收敛,那么它也必然条件收敛,但反过来不一定成立。

绝对收敛的判断条件

绝对收敛是数学分析中的一个重要概念,通常用于级数,特别是无穷级数。一个级数如果其绝对值的级数收敛,那么原级数就被称为绝对收敛的。以下是一些绝对收敛的判断条件:

1. 比较判别法:如果存在一个已知收敛的正项级数 ( sum a_n ),使得对于所有的 ( n ),都有 ( |c_n| leq a_n ),其中 ( sum c_n ) 是我们要判断的级数,那么 ( sum c_n ) 绝对收敛。

2. 比值判别法(D&39;Alembert判别法):如果级数的项 ( c_n ) 满足 ( lim_n to infty frac|c_n+1||c_n| < 1 ),那么 ( sum c_n ) 绝对收敛。

3. 根值判别法(Cauchy判别法):如果 ( lim_n to infty sqrt[n]|c_n| < 1 ),那么 ( sum c_n ) 绝对收敛。

4. 积分判别法:如果函数 ( f(x) ) 在区间 ( [0, infty) ) 上非负且单调递减,且 ( int_0^infty f(x) , dx ) 收敛,那么 ( sum f(n) ) 绝对收敛。

5. Raabe判别法:如果对于 ( n ) 足够大,有 ( fracn |c_n+1||c_n| – n + 1 < 1 ),那么 ( sum c_n ) 绝对收敛。

6. 柯西判别法:如果对于所有 ( n ),都有 ( sum_k=1^n |c_k| ) 收敛,那么 ( sum c_n ) 绝对收敛。

7. 魏尔斯特拉斯判别法:如果存在一个递增的无界序列 ( s_n ),使得 ( lim_n to infty frac|c_n|s_n = 0 ),那么 ( sum c_n ) 绝对收敛。

绝对收敛的级数通常具有很好的性质,例如可以任意重排求和而结果不变。需要注意的是,不是所有收敛的级数都是绝对收敛的。例如,交错级数 ( sum (-1)^n frac1n )(即交错调和级数)是条件收敛但不绝对收敛的。

绝对收敛与收敛的关系

绝对收敛和收敛是数学分析中的两个重要概念,它们都与级数有关,但含义不同:

1. 收敛(Convergence):

– 一个级数( sum_n=1^infty a_n )被称为收敛的,如果存在一个实数( S ),使得当( n )趋于无穷大时,级数的部分和( S_n = a_1 + a_2 + ldots + a_n )趋于( S )。

– 形式上,如果对于任意的正数( epsilon > 0 ),存在一个正整数( N ),使得当( n > N )时,有( |S_n – S| < epsilon )。

2. 绝对收敛(Absolute Convergence):

– 如果级数( sum_n=1^infty |a_n| )收敛,那么原级数( sum_n=1^infty a_n )被称为绝对收敛的。

– 绝对收敛意味着级数的项的绝对值之和是有限的。

两者的关系可以如下:

– 如果一个级数绝对收敛,那么它也收敛。这是因为如果所有项的绝对值之和是有限的,那么部分和的极限存在,级数收敛。

– 反之,如果一个级数收敛,它不一定绝对收敛。例如,交错级数( sum_n=1^infty (-1)^n+1 frac1n )(即-1 + 1/2 – 1/3 + 1/4 – …)收敛,但不绝对收敛,因为项的绝对值之和是无限的。

绝对收敛的级数有一些额外的好性质,比如可以任意重新排列而收敛到同一个和,而一般收敛的级数可能在重新排列后收敛到不同的和。

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