正项级数稳定结论与对数幂临界

核心问题

正项级数收敛后的稳定加工,以及 的临界判别。

核心定义 / 定理 / 结论

有限最大项原则

若且固定有限,则

证明核心是夹逼:

注意:必须固定有限。若项数也随变化,就要额外看。

正项收敛级数的稳定加工

若且收敛,则,从某一项起。因此对任意,,所以

收敛

另外,抽取子列项仍收敛,例如,因为它们的部分和不超过原正项级数的部分和。

对数幂临界级数

积分与级数同敛散,结论为

收敛收敛发散其他

记忆方式:

先看幂;只有时,对数幂才决定生死。

典型题型

时直接换元

当,,令,则,积分变成,所以当且仅当收敛。

时用比较

对数比任何正幂都慢:,所以时可以把对数幂吸收到一个很小的里,仍与收敛的型积分比较;时也压不住发散。

图示 / 直觉

正项收敛意味着“总量有限”。尾部再取幂会更小,抽子列只是拿走其中一部分,因此不会变得更难收敛。

对数幂级数里,变化太慢,只有在这个临界线上才有决定权。

常见误用

  • 忘记正项条件:若是条件收敛级数,抽出正项部分可能发散。
  • 证明时写可以,但最好写尾部,更直接得到。
  • 用积分判别法前要意识到函数最终单调;考研题中时通常满足,则通项本身不趋零或太大,直接发散。

与旧知识的连接

这页和增长速度层级:对数、幂、指数、阶乘与 $x^x$相连:对数慢于任意正幂,是时比较判别的底层原因。

题型训练

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