精品文档---下载后可任意编辑赖宝锋积分判别法,对数判别法,拉贝判别法是三种重要的积分判别法,但不在大纲所规定的考核范围之内。尽管如此,这里仍然要详细地叙述下这三大判别法,以及其中所体现的思想方法,并用一些例子来说明这三种判别法。先介绍积分判别法。先建立如下三个简单的引理。引理 1 设为上的一个单调递增函数,则存在当且仅当有界。证明:先证明必要性。假设存在,记。则存在一个,当时,有,于是。又单调递增,因此,。于是,有界。充分性,若有界,则为单调有界函数,极限必存在。得证!引理 2 设为上的一个单调递增函数,则存在当且仅当有界。证明:必要性显然。充分性:,,。再由的有界性就知道了。引理 3 设为上的非负可积函数。则收敛当且仅当有界,当且仅当有界。证明:收敛当且仅当存在。由于非负,因此,是单调递增的。由引理 1,收敛当且仅当有界;由引理 2,收敛当且仅当有界。这样,结论得证!定理 1(积分判别法)假设数列满足:且单调递减。假设存在一个上的非负的单调递减的可积函数,使得。则的收敛性与广义积分是一致的。证明:记部分和为,即另一方面,这样,。这样,若收敛,即有界,即收敛,则收敛,即收敛。若收敛,即有界,则有界,即收敛。 这个判别法的证明方法的几何意义是很清楚的,就是曲边梯形的内接矩形面积小于曲边梯形面积,曲边梯形面积又小于其外接矩形的面积。见图 1: 图 1注 1:积分判别法中,数列单调性可以放宽为某一项以后单调。由于级数是否收敛与前几项无关,因此,即使某一项以后才保持单调递减性,级数仍然收敛。 下面用积分判别法解决两个问题。例 1.判别级数的收敛性。解答:当,,级数自然是不收敛的。精品文档---下载后可任意编辑当,,级数也不收敛。当,广义积分当时收敛,当时发散。于是,时,级数收敛。当时,级数发散。综合起来看,,级数发散。,级数收敛。例 2.判别级数的收敛性。解答:通过讨论函数可知,数列在某一项以后就是单调递减的了。由于广义积分当收敛,当发散。于是,级数当收敛,当发散。定理 2.假设数列满足,且(包括)。则:(1)若,级数收敛。(2)若,级数发散。(3)若,此法失效。证明:若,则对任意,存在,使得当,有,于是,即,于是,。由于,因此级数收敛。 若,与上面方法一样,只需任取一个,则存在一个,当,有。下同。若,则对任意,存在,使得当,有,于是,即,。由于,因此级数发散,因此级数发散。若,我们取,则,但是发散的...