calculus

Konvergenz

Eine Folge oder Reihe konvergiert, wenn sie sich einem endlichen Grenzwert nähert. Andernfalls divergiert sie. Konvergenzkriterien bestimmen, welcher Fall vorliegt.

Konvergenz beschreibt, wann sich eine Folge oder Reihe einem endlichen Grenzwert nähert.

Folge: {an}\{a_n\} konvergiert gegen LL, wenn es zu jedem ε>0\varepsilon > 0 ein NN gibt, sodass anL<ε|a_n - L| < \varepsilon für alle n>Nn > N gilt.

Reihe: an\sum a_n konvergiert, wenn ihre Partialsummen SnS_n konvergieren.

Standardkriterien:

  • Trivialkriterium (n-tes Glied): an↛0a_n \not\to 0 → divergiert.
  • Geometrische Reihe: rn\sum r^n konvergiert genau dann, wenn r<1|r| < 1.
  • Vergleichskriterium: durch eine bekannte Reihe abschätzen.
  • Quotientenkriterium: liman+1/an<1\lim |a_{n+1}/a_n| < 1 → konvergiert.
  • Integralkriterium: verbindet an\sum a_n mit 1f(x)dx\int_1^\infty f(x) dx.
  • Leibniz-Kriterium (alternierende Reihe): (1)nbn\sum (-1)^n b_n konvergiert, wenn bnb_n monoton gegen 00 geht.

Absolute Konvergenz (an\sum |a_n| konvergiert) ist stärker als bedingte Konvergenz. Die harmonische Reihe 1/n\sum 1/n divergiert; (1)n/n\sum (-1)^n/n konvergiert (alternierend).