Các Test So Sánh Cho Sự Hội Tụ
Đã giới thiệu| English | Ý nghĩa |
|---|---|
| comparison tests/kəmˈpærɪsn tests/ | tiêu chuẩn so sánh |
Judging a series by a known neighbor
- If a mystery series looks like a series you already understand, compare them.
- The comparison tests 比较判别法 measure an unknown positive series against a known one (usually a p-series or geometric series).
- Bigger than something that diverges → diverges. Smaller than something that converges → converges.
- Two flavors: a direct comparison and a limit comparison.
Direct Comparison Test
- For positive terms with $0\le a_n\le b_n$:
- If $\sum b_n$ converges, then the smaller $\sum a_n$ converges too.
- If $\sum a_n$ diverges, then the bigger $\sum b_n$ diverges too.
- Squeeze from the right side: bounded above by a convergent series, or below by a divergent one.

Each term is smaller than a term of a convergent geometric series, so the series converges
So sánh với một chuỗi đã biết
Một chuỗi dương bị chặn bởi một chuỗi hội tụ (hoặc phân kỳ) đã biết sẽ chia sẻ số phận — hãy chọn phép so sánh chi phối.
Nếu $0\le a_n\le b_n$ và $\sum b_n$ hội tụ, thì $\sum a_n$...
Độ khó 1/5 · 100 xu + một phần thưởng nhỏ cho lần hoàn thành đầu tiên trong ngày
Nhỏ hơn một chuỗi hội tụ → hội tụ.
Các test so sánh yêu cầu các số hạng dương.
Độ khó 1/5 · 100 xu + một phần thưởng nhỏ cho lần hoàn thành đầu tiên trong ngày
Chúng so sánh độ lớn của các chuỗi dương.
Limit Comparison Test
- Sometimes inequalities are awkward; instead compare growth rates.
- Take $\displaystyle L=\lim_{n\to\infty}\dfrac{a_n}{b_n}$. If $L$ is a finite positive number ($0<L<\infty$), then $\sum a_n$ and $\sum b_n$ share the same fate.
- Pick $b_n$ from the dominant terms of $a_n$ (e.g. compare $\tfrac{n}{n^3+1}$ with $\tfrac1{n^2}$).
- The limit being positive and finite means they behave alike.
Trong Test So Sánh Giới Hạn, nếu $\lim\tfrac{a_n}{b_n}=L$ với $0<L<\infty$, thì...
Độ khó 1/5 · 100 xu + một phần thưởng nhỏ cho lần hoàn thành đầu tiên trong ngày
Giới hạn dương hữu hạn → hành vi hội tụ giống nhau.
Để Kiểm tra Giới hạn So sánh đưa ra kết luận, giới hạn $L$ phải hữu hạn và ____.
Độ khó 1/5 · 100 xu + một phần thưởng nhỏ cho lần hoàn thành đầu tiên trong ngày
$0<L<\infty$ là bắt buộc.
Choosing the comparison series
- Look at the dominant behavior of $a_n$ for large $n$ — the highest powers on top and bottom.
- $\dfrac{3n^2+1}{n^4+5}$ behaves like $\dfrac{3n^2}{n^4}=\dfrac{3}{n^2}$ — compare with the p-series $\tfrac1{n^2}$.
- Then either bound it directly or take the limit ratio.
- The right comparison series turns a scary series into a known one.
Để kiểm tra $\sum\dfrac{3n^2+1}{n^4+5}$, một chuỗi so sánh tốt là...
Độ khó 1/5 · 100 xu + một phần thưởng nhỏ cho lần hoàn thành đầu tiên trong ngày
Hành vi chi phối $\tfrac{3n^2}{n^4}=\tfrac{3}{n^2}$ → so sánh với $\tfrac1{n^2}$.
Vì $\tfrac{1}{n^2+1}<\tfrac1{n^2}$ và $\sum\tfrac1{n^2}$ hội tụ, $\sum\tfrac{1}{n^2+1}$...
Độ khó 1/5 · 100 xu + một phần thưởng nhỏ cho lần hoàn thành đầu tiên trong ngày
Bị chặn trên bởi một chuỗi hội tụ → hội tụ.
Comparison tests need positive terms. For Direct Comparison, the inequality must point the right way: to prove convergence, bound above by a convergent series; to prove divergence, bound below by a divergent one. For Limit Comparison, the limit $L$ must be finite and positive ($0<L<\infty$) to conclude same fate.
Does $\displaystyle\sum\dfrac{1}{n^2+1}$ converge?
- For large $n$, $\dfrac{1}{n^2+1}$ behaves like $\dfrac{1}{n^2}$ (a convergent p-series).
- Direct: $\dfrac{1}{n^2+1}<\dfrac{1}{n^2}$, and $\sum\tfrac1{n^2}$ converges → so does the smaller series.
- Therefore $\sum\dfrac{1}{n^2+1}$ converges.
The comparison tests judge a positive series against a known one. Direct: bound above by a convergent series (→ converges) or below by a divergent one (→ diverges). Limit: if $\lim\frac{a_n}{b_n}$ is finite and positive, both share the same fate. Choose $b_n$ from $a_n$'s dominant terms.