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7.2.3 绝对收敛和条件收敛
现在讨论一般常数项级数的敛散性,其中un(n=1,2,…)是任意实数.
定义7.4 如果级数
各项的绝对值所构成的正项级数
收敛,则称级数绝对收敛;如果级数
收敛,而级数
条件收敛.发散,则称级数
例如级数和级数
,由莱布尼茨定理易知这两个级数是收敛的,它们的绝对值级数分别为
和
,而级数
收敛,
发散,所以级数
绝对收敛,级数
条件收敛.绝对收敛和条件收敛是任意项级数收敛的两种不同方式,级数绝对收敛与级数收敛有以下重要关系.
定理7.8 若级数绝对收敛,则级数
一定收敛.
证明 令
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显然vn≥0且vn≤|un|(n=1,2,…).因级数
收敛,故由比较审敛法知道,级数收敛,从而级数
也收敛.而un=2vn-|un|,由收敛级数的基本性质可知
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所以级数收敛.
注 对于任意项级数,如果我们用正项级数审敛法判定级数
收敛,那么此级数一定收敛,这就使一大类级数的敛散性判定问题,转化成正项级数的敛散性判定问题.
例7.17 证明:当λ>1时,级数绝对收敛.
证明 因为,当λ>1时,
收敛,故级数
收敛,从而级数
绝对收敛.
一般来说,如果级数发散,我们不能断定级数
也发散.但是,如果我们用比值审敛法(或根值审敛法)判定级数
发散,那么我们可以断定级数
必定发散.这是因为从ρ>1可以推知
,从而
,因此级数
发散.
例7.18 判别级数的敛散性.
解 由,有
,可知
,因此
级数发散.