ダランベールの収束判定法
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e n + 1 n + 1 e n n 。 = lim n → ∞ 。 1 1 + 1 n e 。 = e > 1 {\displaystyle {\begin{aligned}\lim _{n\rightarrow \infty }\left|{\frac {a_{n+1}}{a_{n}}}\right|&=\lim _{n\rightarrow \infty }\left|{\frac {\;{\dfrac {e^{n+1}}{n+1}}\;}{\;{\dfrac {e^{n}}{n}}\;}}\right|\\&=\lim _{n\to \infty }\left|{\frac {1}{1+{\dfrac {1}{n}}}}e\right|\\&=e>1\end{aligned}}}

eは1より大きいため、級数は発散する。
どちらとも言えない場合

もし、級数が lim n → ∞ 。 a n + 1 a n 。 = 1 {\displaystyle \lim _{n\rightarrow \infty }\left|{\frac {a_{n+1}}{a_{n}}}\right|=1}

を満たす場合、ダランベールの判定条件から、収束するか発散するかを推定することは不可能である。

例えば、級数 ∑ n = 1 ∞ 1 {\displaystyle \sum _{n=1}^{\infty }1}

は発散し、 lim n → ∞ 。 1 1 。 = 1 {\displaystyle \lim _{n\rightarrow \infty }\left|{\frac {1}{1}}\right|=1}

である。一方で、 ∑ n = 1 ∞ 1 n 2 {\displaystyle \sum _{n=1}^{\infty }{\frac {1}{n^{2}}}}

は絶対収束するが、 lim n → ∞ 。 1 ( n + 1 ) 2 1 n 2 。 = 1 {\displaystyle \lim _{n\rightarrow \infty }\left|{\frac {\;{\dfrac {1}{(n+1)^{2}}}\;}{\dfrac {1}{n^{2}}}}\right|=1}

である。最後に、 ∑ n = 1 ∞ ( − 1 ) n n {\displaystyle \sum _{n=1}^{\infty }{\frac {(-1)^{n}}{n}}}

条件収束するが、 lim n → ∞ 。 ( − 1 ) n + 1 n + 1 ( − 1 ) n n 。 = 1 {\displaystyle \lim _{n\rightarrow \infty }\left|{\frac {\;{\dfrac {(-1)^{n+1}}{n+1}}\;}{\dfrac {(-1)^{n}}{n}}}\right|=1}

である。

ダランベールの判定法で収束判定出来るなら絶対収束なのでこの結果はある意味当然である。これは交代級数に関するライプニッツの定理ないしその一般化であるディリクレの収束判定法により条件収束性がわかる。
どちらとも言えない場合には

以上の例で見たとおり、比の極限が1である場合は、ダランベールの収束判定法ではどちらとも言えない。しかし、ラーベによるダランベールの収束判定法の拡張(ラーベの収束判定法)では、このような場合を扱うことも考慮に入れることができる。ラーベの収束判定法は、次のように述べられる。もし、 lim n → ∞ 。 a n + 1 a n 。 = 1 {\displaystyle \lim _{n\rightarrow \infty }\left|{\frac {a_{n+1}}{a_{n}}}\right|=1}

で、かつ正数cが存在して lim n → ∞ n ( 。 a n + 1 a n 。 − 1 ) = − 1 − c {\displaystyle \lim _{n\rightarrow \infty }\,n\left(\,\left|{\frac {a_{n+1}}{a_{n}}}\right|-1\right)=-1-c}

を満たす場合、級数は絶対収束する。

より精密な判定法としてクンマーの判定法がある。


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出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)
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