Теоремы сравнения положительных рядов.
Пусть даны два положительных ряда:
и
.
Теорема 1. Если выполняется неравенство: , начиная с некоторого n, то из сходимости ряда второго (большего) ряда - следует сходимость первого (меньшего) ряда. А из расходимости ряда меньшего ряда следует расходимость ряда большего.
Доказательство:
Так как отбрасывание конечного числа начальных членов ряда не влияет на сходимость, можно считать, что
Для частичных сумм этих рядов выполняется
Пусть ряд сходится, тогда
и тем более
значит ряд
- сходится.
Пусть расходится, тогда
, значит
и ряд
расходится.
Теорема 2. Если существует конечный предел отношения общих членов двух рядов ,
, то оба ряда сходятся или расходятся одновременно.
Примеры. Исследуйте на сходимость следующие ряды
1) сравним члены этого ряда с членами расходящегося гармонического ряда
, так как
, исследуемый ряд расходится.
2) Ряд сходится по теореме сравнения, так как предел отношения общего члена данного ряда к общему члену сходящегося (доказанный ранее) ряда
есть
, постоянное число.
3) Сравним этот ряд с рядом
, который представляет собой бесконечно убывающую геометрическую прогрессию со знаменателем
, следовательно, сходится.
Так как исследуемый ряд сходится.
4) Ряд сравним с рядом
, который является расходящимся рядом.
с учетом того, что
.
Приведем полученные о сходимости некоторых рядов, которые могут быть использованы для сравнения:
1.
2.
3.
4.