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項測試

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項測試term test for divergence)是數學上測試無窮級數是否發散的一個方式。
中文名
項測試
外文名
term test
學    科
數學

項測試介紹

第n項測試the n-th term test for divergence)是數學上測試無窮級數是否發散的一個方式。 [1] 
或極限不存在,則
發散。

項測試用途

項測試和其他較強的收斂測試不同,此測試方式只能確認級數是否發散,不能確認級數是否收斂。若不符合此測試的條件,無法判定級數是收斂或是發散。例如: [2] 
, 則
可能收斂也可能發散,此條件下無法用此測試判定級數是否收斂。
調和級數就是不符合此測試的發散條件,卻又是發散級數的典型範例。調和級數是以下p級數的特例:
配合項測試及其他測試,可得到以下的結果:
  • p≤ 0,根據項測試可知此級數發散。
  • 若0 <p≤ 1,根據項測試無法判定級數發散或收斂,根據積分判別法可判定此級數發散。
  • 若1 <p,根據項測試無法判定級數發散或收斂,根據積分判別法可判定此級數收斂。

項測試證明

要證明此測試法,一般都會證明其逆否命題contrapositive)形式;
收斂,則

項測試利用極限證明

sn是級數的部分和,則上述對數列的假設可推得
因此可得

項測試柯西判別法

級數收斂的假設表示級數可以滿足柯西判別法的測試:對任
均存在一數字N使得
在所有n>Np≥ 1的條件下均成立。令p= 1,即可得到

項測試應用範圍

項測試最簡單的版本可以用在實數的無窮級數中。上述的二個證明也可以在適用在賦範向量空間中。
參考資料
  • 1.    Brabenec, Robert. Resources for the study of real analysis. MAA. 2005.
  • 2.    Hansen, Vagn Lundsgaard. Functional Analysis: Entering Hilbert Space. World Scientific. 2006