一、定理
莱布尼茨判别法:若正数列 a_n 单调递减且趋于 0,则交错级数 Σ(-1)^(n-1) a_n 收敛,且其和满足 |S−S_N| ≤ a_{N+1},即余项不超过舍去的第一项。
二、符号说明
| a_n | 交错级数的正项 |
| S_N | 前 N 项部分和 |
| S | 级数和 |
| |S−S_N|≤a_{N+1} | 误差界 |
三、本工具的原理
- 逐项相加并按 (-1)^(n-1) 变号;
- 检查 a_{N+1}≤a_N 是否递减;
- 检查 a_{N+1} 是否接近 0;
- 给出误差上界 a_{N+1}。
四、操作步骤
- 输入正项 a_n(不带符号),例如 1/n;
- 输入项数 N,例如 100;
- 点击「计算」查看部分和与误差界。
五、例题
例:交错调和级数 Σ(-1)^(n-1)/n。
解:a_n=1/n 递减趋于 0,满足莱布尼茨条件。N=100 时 S_100≈0.698,误差界 a_101≈0.0099;已知和 ln2≈0.6931,吻合。
六、易错点
必须先确认 a_n 单调递减趋于 0,否则不能用莱布尼茨误差界;
交错级数条件收敛时,加绝对值后可能发散;
误差界只对满足莱布尼茨条件的交错级数成立。