p-級数とp-級数判定法
📂微分積分学p-級数とp-級数判定法
定義
次のような 級数を p-級数p-seriesという。
n=1∑∞np1
説明
累乗数の無限和に対する一般化だ。下で紹介する判定法はp-級数に対してのみ使えるが、条件と結果が非常に簡単明瞭だ。
p-級数判定法
n=1∑∞np1はp>1のとき収束し、p≤1のとき発散する。
証明
f(x)=xp1としよう。するとf(n)=np1で、fは[1,∞)で連続かつ減少している。したがって積分判定法が使用できる。
積分判定法
∫1∞f(x)dx is convergent⟺n=1∑∞an is convergent
積分判定法によって、積分∫1∞xp1dxが収束すればp-級数も収束し、積分が発散すればp-級数も発散する。この積分はp>1のときのみ収束するので、p-級数はp>1のときのみ収束する。
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