Konvergenz von Reihen

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Treppe aus immer kleineren Stufen, die sich einer gestrichelten Grenzlinie von unten nähert
Die Partialsummen einer konvergenten Reihe nähern sich ihrem Grenzwert.

Die folgenden Definitionen sind wortwörtlich aus dem inoffiziellem Skript für Analysis I bei Herrn Dr. Schmoeger übernommen worden.

Dreiecksungleichung

Ist $\sum_{n=1}^{\infty}a_n$ absolut konvergent, so ist $\sum_{n=1}^{\infty}a_n$ konvergent und es gilt: $\left | \sum_{n=1}^{\infty}a_n \right | \leq \sum_{n=1}^{\infty} |a_n|$

Leibniz-Kriterium

Sei $(a_n)_{n \in \mathbb{N}}$ eine monoton fallende, reelle Nullfolge. Dann konvergiert die alternierende Reihe $s = \sum_{n=0}^\infty (-1)^n a_n$.

Wurzelkriterium

Sei $(a_n)$ eine Folge und $\alpha := \lim \sup \sqrt[n]{|a_n|}$.
  1. $\alpha < 1 \Rightarrow \sum_{n=1}^{\infty} a_n$ konvergiert absolut
  2. $\alpha > 1 \Rightarrow \sum_{n=1}^{\infty} a_n$ divergiert
  3. $\alpha = 1 \Rightarrow$ keine Aussage über die Konvergenz von $\sum_{n=1}^{\infty} a_n$ möglich

Majorantenkriterium

Gilt $|a_n| \leq b_n ~\text{ffa } n \in \mathbb{N}$ und ist $\sum_{n=1}^{\infty} b_n$ konvergent, so gilt: $\sum_{n=1}^{\infty} a_n$ ist absolut konvergent.

Minorantenkriterium

Gilt $a_n \geq b_n \geq 0 ~\text{ffa } n \in \mathbb{N}$ und ist $\sum_{n=1}^{\infty} b_n$ divergent, so gilt: $\sum_{n=1}^{\infty} a_n$ ist divergent.

Quotientenkriterium

Sei $(a_n)$ eine Folge in $\mathbb{R}$ und $a_n \ne 0 \text{ ffa } \mathbb{N}$. $\alpha_n := \frac{a_{n+1}}{a_n}$ (ffa $n \in \mathbb{N}$).
  • Ist $|\alpha_n| \ge 1 \text{ ffa } n \in \mathbb{N} \Rightarrow \sum a_n$ ist divergent.
  • Es sei $(\alpha_n)$ beschränkt, $\beta := \liminf |\alpha_n|$ und $\alpha := \limsup |\alpha_n|$.
    • Ist $\beta > 1 \Rightarrow \sum a_n$ ist divergent.
    • Ist $\alpha < 1 \Rightarrow \sum a_n$ ist absolut konvergent.
    • Ist $\alpha = \beta = 1$, so ist keine allgemeine Aussage möglich.