Σ_[n=1,∞]1/n^αの収束条件に付いて
大学でほとんど数学を履修していなかったもので、無知な質問ですみません。現在、社会人であり公務員試験のため独学で勉強しております。
Σ_[n=1,∞]1/n^αの収束条件についてお聞きしたいです。
解答では、
1)α≦0のとき
2)0<α≦1のとき
3)α<1のとき
で場合分けしています。
そこまでは分かるのですが、そこからy=x^-αとの大小関係で答を導いています(α=0のとき,α=1のときの解答は割愛)。
0<α<1のとき
∫[1,n]x^-αdx ≦Σ_[k=1,n-1]k^-α
よりΣ_[k=1,n]k^-αは発散
α<1のとき
Σ_[k=2,n]k^-αx ≦∫[1,n]x^-αdx =(n^(1-α)-1)/(α-1)≦1/(α-1)
となりSnは上に有界であり、単調増大列となるため、収束する。
となっております。
分からないのは、
・なぜ0<α<1の時とα<1の時とで、Σの範囲が違うのか。
・上に有界であり、単調増大列ならばなぜ収束するのか。
の2点です。
宜しくお願い致します。
お礼
返答ありがとうございます。 恥ずかしながら現在大学1年生です^-^;。教授はとにかく証明しかやりませんでした。教科書を見ましたがありません(見逃し?)。ネットで引いてもそれらしいものが出てこず・・・。