KonvergenzkriteriumSätze Konvergenzkriterien für Reihen
Universität
Satz (Leibniz-Kriterium) Sei eine monoton fallende Nullfolge reeller Zahlen.
Dann ist die alternierende Reihe konvergent, und für ihre Summe gilt
![$ s_{2k+1}\le \summe_{n=0}^{\infty} (-1)^n a_n\le s_{2k} $ $ s_{2k+1}\le \summe_{n=0}^{\infty} (-1)^n a_n\le s_{2k} $](/teximg/3/8/00388783.png) ,
wobei , die m-te Partialsumme ist.
Insbesondere gilt die Fehlerabschätzung
![$ \left|\summe_{n=0}^{\infty} (-1)^n a_n-s_m\right|\le a_{m+1} $ $ \left|\summe_{n=0}^{\infty} (-1)^n a_n-s_m\right|\le a_{m+1} $](/teximg/5/8/00388785.png) .
Quelle: (1)
Quelle: (1)
Satz (Majorantenkriterium) Es seien ![$ \summe b_k $ $ \summe b_k $](/teximg/9/8/00388789.png) eine konvergente Reihe reeller Zahlen ![$ b_k\ge 0 $ $ b_k\ge 0 $](/teximg/0/9/00388790.png) und ![$ \summe a_k $ $ \summe a_k $](/teximg/1/9/00388791.png) eine Reihe komplexer Zahlen.
Gilt ![$ |a_k|\le b_k $ $ |a_k|\le b_k $](/teximg/2/9/00388792.png) für alle ![$ k\in\IN $ $ k\in\IN $](/teximg/2/7/00002372.png) , so konvergiert auch ![$ \summe a_k $ $ \summe a_k $](/teximg/1/9/00388791.png) , und zwar sogar absolut. Es gilt ![$ \left|\summe_{k=0}^{\infty} a_k\right|\le\summe_{k=0}^{\infty} b_k $ $ \left|\summe_{k=0}^{\infty} a_k\right|\le\summe_{k=0}^{\infty} b_k $](/teximg/3/9/00388793.png) .
Quelle: (1)
Satz (Quotientenkriterium) Es sei ![$ \summe_{k=0}^{\infty} a_k $ $ \summe_{k=0}^{\infty} a_k $](/teximg/6/8/00388786.png) eine Reihe komplexer Zahlen mit ![$ a_k\not=0 $ $ a_k\not=0 $](/teximg/4/9/00388794.png) für fast alle ![$ k $ $ k $](/teximg/1/8/00000381.png) . Ferner gebe es eine reelle Zahl ![$ q $ $ q $](/teximg/5/3/00001235.png) mit ![$ 0<q<1 $ $ 0<q<1 $](/teximg/0/4/00155840.png) und ![$ \left|\bruch{a_{k+1}}{a_k}\right|\le q $ $ \left|\bruch{a_{k+1}}{a_k}\right|\le q $](/teximg/6/9/00388796.png) für fast alle ![$ k\in\IN $ $ k\in\IN $](/teximg/2/7/00002372.png) .
Dann ist die Reihe ![$ \summe_{k=0}^{\infty} a_k $ $ \summe_{k=0}^{\infty} a_k $](/teximg/6/8/00388786.png) absolut konvergent.
Insbesondere konvergiert ![$ \summe_{k=0}^{\infty} a_k $ $ \summe_{k=0}^{\infty} a_k $](/teximg/6/8/00388786.png) absolut, wenn die Folge der Quotienten ![$ \left|\bruch{a_{k+1}}{a_k}\right| $ $ \left|\bruch{a_{k+1}}{a_k}\right| $](/teximg/7/9/00388797.png) gegen eine Zahl ![$ <1 $ $ <1 $](/teximg/9/6/00082269.png) konvergiert.
Quelle: (1)
Satz (Wurzelkriterium) Es sei ![$ \summe_{k=0}^{\infty} a_k $ $ \summe_{k=0}^{\infty} a_k $](/teximg/6/8/00388786.png) eine Reihe komplexer Zahlen.
Gilt ![$ \limsup_{n\to\infty} \wurzel[n]{|a_n|} < 1 $ $ \limsup_{n\to\infty} \wurzel[n]{|a_n|} < 1 $](/teximg/7/1/01797017.png) oder ![$ \wurzel[n]{|a_n|}< q $ $ \wurzel[n]{|a_n|}< q $](/teximg/8/0/01343808.png) für eine positive Zahl ![$ 0\le q<1 $ $ 0\le q<1 $](/teximg/9/8/00571289.png) für fast alle Indizes ![$ n>n_0 $ $ n>n_0 $](/teximg/2/0/00135002.png) , so konvergiert die Reihe ![$ \summe_{k=0}^{\infty} a_k $ $ \summe_{k=0}^{\infty} a_k $](/teximg/6/8/00388786.png) und zwar sogar absolut.
Gilt ![$ \wurzel[n]{|a_n|}\ge 1 $ $ \wurzel[n]{|a_n|}\ge 1 $](/teximg/0/1/01343810.png) für unendlich viele ![$ n $ $ n $](/teximg/3/7/00000473.png) , so ist die Reihe ![$ \summe_{k=0}^{\infty} a_k $ $ \summe_{k=0}^{\infty} a_k $](/teximg/6/8/00388786.png) divergent.
Quelle: (2)
Quelle: (1)
Quelle: (1)
Quelle: (1)
Quelle: (1)
Satz (Integralkriterium für Reihen) Sei ![$ f:\IR_+\to\IR $ $ f:\IR_+\to\IR $](/teximg/9/9/00388799.png) eine monotone und stetige Funktion.
Genau dann konvergiert die Reihe ![$ \summe_{n=0}^{\infty} f(n) $ $ \summe_{n=0}^{\infty} f(n) $](/teximg/0/0/00388800.png) , wenn das Integral ![$ \integral_0^{\infty} f(t)\text{dt} $ $ \integral_0^{\infty} f(t)\text{dt} $](/teximg/1/0/00388801.png) konvergiert.
Quelle: (1)
Quellen
(1) isbn3411032049
(2) Mathe-Online-Lexikon
Bemerkungen.
Weitere Bemerkungen zum Verständnis des Satzes.
Beispiele.
Beweis.
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