В отличие от признаков сравнения, где все зависит от догадки и запаса известных сходящихся и расходящихся рядов, признак Даламбера (1717-1783, французский математик) позволяет часто решить вопрос о сходимости ряда, проделав лишь некоторые операции над самим рядом.
Теорема 3. Пусть дан ряд с положительными членами
(6)
и существует конечный или бесконечный предел Тогда ряд сходится при и расходится при
Так как , то по определению предела для любого найдется натуральное число N такое, что при выполняется неравенство
или . (7)
Пусть Можно подобрать так, что число Обозначим Тогда из правой части неравенства (7) получаем , или В силу свойства 3 числовых рядов можно считать, что для всех n = 1, 2, 3, …. Давая номеру n эти значения, получим серию неравенств:
…………………
………………….
т. е. члены ряда меньше соответствующих членов ряда , который сходится как ряд геометрической прогрессии со знаменателем Но тогда, на основании признака сравнения, сходится ряд , следовательно, сходится и исходный ряд (6).
|
|
Пусть В этом случае Отсюда следует, что, начиная с некоторого номера N, выполняется неравенство , или , т. е. члены ряда возрастают с увеличением номера n. Поэтому На основании следствия из необходимого признака ряд (6) расходится.
Замечания.
1). Если , то ряд (6) может быть как сходящимся, так и расходящимся.
2). Признак Даламбера целесообразно применять, когда общий член ряда содержит выражение вида или .
Пример 4. Исследовать на сходимость ряд
Решение: Находим
Так как , то данный ряд по признаку Даламбера сходится.
Пример 5. Исследовать сходимость ряда
Решение: Вычисляем
Так как , то данный ряд по признаку Даламбера расходится.