Séries numéricas
Somas parciais, séries geométricas e telescópicas, critérios de convergência e erro alternado.
Convergência e somas
A série converge se as somas parciais tendem para um número finito. É necessário , mas não suficiente: diverge.
- Geométrica: para , . Por exemplo, .
- Telescópica: cancela numa soma finita e só depois toma o limite. .
- Alterar um número finito de termos preserva a convergência, mas pode alterar a soma.
Escolha de critérios
| Critério | Hipóteses e conclusão |
|---|---|
| Série | converge exatamente para |
| Comparação | eventualmente e convergente implicam convergente. Uma minorante divergente força divergência |
| Comparação por limite | e implicam a mesma natureza |
| Razão ou raiz | ou : converge absolutamente, diverge, não decide. A razão exige eventualmente |
Fatoriais sugerem razão; potências de expoente sugerem raiz. Estes critérios não calculam geralmente a soma.
Para , , logo há convergência absoluta. A harmónica e dão ambas razão com limite um, apesar de terem naturezas diferentes.
Sinais alternados e erro
- Leibniz: se , eventualmente decrescente e , então converge.
- Absoluta: converge, o que garante convergência de .
- Condicional: a série converge, mas a dos módulos diverge. A harmónica alternada é um exemplo.
- Se o decréscimo de Leibniz vale desde o início, o erro depois de termos satisfaz .
Para , dez termos garantem erro no máximo .
Começa pelo termo geral, procura uma estrutura reconhecível e testa convergência absoluta antes de usar alternância. O critério do integral exige uma função positiva, contínua e eventualmente decrescente.