正项级数收敛性判别方法是数学分析中非常基础且重要的一类问题。一般来说,正项级数收敛的判别方法有以下几种:

比较判别法(Comparison Test):对于两个正项级数 $\sum_{n=1}^{\infty} a_n$ 和 $\sum_{n=1}^{\infty} b_n$,如果存在一个正整数 $N$,使得对于所有 $n \geq N$,有 $a_n \leq b_n$,那么如果 $\sum_{n=1}^{\infty} b_n$ 收敛,则 $\sum_{n=1}^{\infty} a_n$ 也收敛;如果 $\sum_{n=1}^{\infty} a_n$ 发散,则 $\sum_{n=1}^{\infty} b_n$ 也发散。

极限比值判别法(Ratio Test):对于正项级数 $\sum_{n=1}^{\infty} a_n$,如果 $\lim\limits_{n\to\infty}\dfrac{a_{n+1}}{a_n} = L$ 存在,则:

如果 $L<1$,则 $\sum_{n=1}^{\infty} a_n$ 收敛; 如果 $L>1$,则 $\sum_{n=1}^{\infty} a_n$ 发散;

如果 $L=1$,则该方法不确定。

根号判别法(Square Root Test):对于正项级数 $\sum_{n=1}^{\infty} a_n$,如果 $\lim\limits_{n\to\infty}\sqrt[n]{a_n}=L$ 存在,则:

如果 $L<1$,则 $\sum_{n=1}^{\infty} a_n$ 收敛; 如果 $L>1$,则 $\sum_{n=1}^{\infty} a_n$ 发散;

如果 $L=1$,则该方法不确定。