Главная | Обратная связь

Ряды с произвольными членами. Абсолютная и условная сходимость (знакопеременные ряды)

Ряд называется знакопеременным,если среди его членов могут быть и отрицательные и положительные.

Теорема 14.1.13 (достаточный признак сходимости знакопеременного ряда). Если ряд, составленный из абсолютных величин членов данного знакопеременного ряда: (14.1.8) сходится, то сходится и данный ряд.

Доказательство. Составим ряды

(14.1.9) и (14.1.10)

и сравним их. Т.к. сходится ряд (14.1.8), то сходится и ряд (14.1.10) (т.14.1.1). Очевидно, 0≤(a_n+|a_n|)≤2|a_n|, значит, по признаку сравнения ряд (14.1.9) сходится, но , т.е. данный ряд представляет собой разность сходящихся рядов, следовательно, он сходится.

Пример. Исследовать на сходимость ряд

Это знакопеременный ряд.

Составим ряд из его абсолютных величин его членов .

Сравним этот ряд с рядом . Это обобщенный гармонический ряд, где . Значит, он сходится.

, следовательно, по признаку сравнения ряд сходится, значит, и данный ряд сходится.

Таким образом, абсолютно сходящийся ряд является сходящимся. В частности ряд сходится абсолютно.

Обратное утверждение неверно, т.е. не всякий сходящийся ряд является абсолютно сходящимся.

Например, ряд сходится (по признаку Лейбница). В то же время ряд, составленный из его абсолютных величин расходится, будучи гармоническим рядом.

Определение 2. Ряд называется условносходящимся, если он сходится, а ряд, составленный из его абсолютных величин, расходится. В частности, ряд сходится условно.

Свойства абсолютно и условно сходящихся рядов существенно отличаются.

Сформулируем некоторые из них, не приводя доказательств.

Теорема 14.1.14. Абсолютно сходящиеся ряды остаются сходящимися при любой перестановке его членов.

Это означает, что они ведут себя, как обычные суммы. Условно сходящийся ряды этим свойством не обладают.

Покажем это на примере следующего ряда

Было показано, что этот ряд сходится условно. Пусть его сумма равна S.

Рассмотрим ряд, переставив некоторым способом члены этого ряда и сгруппировав их.

Пусть сумма нового ряда σ_n. Находим

Под знаком предела стоит частичная сумма исходного сходящегося условно ряда, сумма которого равна S. Таким образом, сумма ряда, полученного после перестановки членов данного ряда уменьшилась и равна .