柯西凝聚判别法计算器
柯西凝聚判别法把「单调递减正项级数」折叠成稀疏的指数加权和:Σaₙ 与 Σ2ᵏ·a₂ₖ 同敛散。调和级数发散、p-级数分界 p = 1 都能用一行凝聚式看清。
原理:柯西凝聚判别法:正项单调递减级数 ∑aₙ 与「二倍步长」级数 ∑2ᵏa₂ₖ 同敛散。对 aₙ = 1/(n(ln n)ᵖ),凝聚项为 2ᵏ/(2ᵏ(ln 2ᵏ)ᵖ) = 1/(k ln2)ᵖ——一个 p 级数,于是 p > 1 收敛、p ≤ 1 发散,一步厘清对数因子之争。
步骤:输入指数 p 与凝聚项数 K;对照凝聚和与原级数部分和的量级;观察 p 越过 1 时两者从「缓慢增长」到「收敛饱和」的转变。
示例:p = 1 时凝聚项 1/(k ln2),前 50 项和 = H₅₀/ln2 ≈ 6.490981229549,与调和级数一样发散;p = 1.5 时 k = 3 的凝聚项 (3 ln2)^(−1.5) = 0.333487781283,凝聚和收敛到 ζ(1.5)/(ln2)^1.5 ≈ 4.282106830544;p = 0.5 时两级数都发散。
注意事项:判别法要求 aₙ 正且单调递减(n ≥ 2 起即可,因为 ln 1 = 0);原级数收敛极慢(p 略大于 1 时尾部贡献巨大),部分和只能看趋势不能当真值;凝聚思想反过来也可用——把难算的离散和放大到二倍格点上。
相关:积分判别法工具给出同款结论的积分版本;比较判别法工具处理逐项放缩;黎曼 zeta 函数工具给出 ζ(1.5) 等参照值;p 级数工具是凝聚后的落脚点。
什么是柯西凝聚判别法计算器?

凝聚判别法是处理单调递减正项级数的利器:把每一项 aₙ 换成按 2 的幂分组的「块和」,级数敛散性与凝聚级数 Σ2ᵏ·a₂ₖ 完全一致。
对 aₙ = 1/nᵖ,凝聚后为 Σ2ᵏ/2ᵏᵖ = Σ(2^(1−p))ᵏ——一个公比 2^(1−p) 的几何级数!p > 1 时公比小于 1 收敛,p ≤ 1 时发散。p-级数的完整分界一行得出。
调和级数发散的凝聚证明是它最漂亮的应用:Σ1/n 凝聚为 Σ1,公比 1 的几何级数,显然发散。
aₙ 正且单调递减时,Σaₙ 与 Σ2ᵏ·a₂ₖ 同敛散;一般凝聚为 Σmᵏ·a_{mᵏ}
凝聚项 cₖ = 2ᵏ·a₂ₖ = a₂ₖ/2⁻ᵏ,指数放大补偿了稀疏抽样。
如何使用柯西凝聚判别法计算器
- 1
输入通项 aₙ(用 n 的表达式,如 1/n^1.5 或 1/(n*ln(n)))。
- 2
输入凝聚底数 m(默认 2)与凝聚项数 K。
- 3
查看凝聚项 2ᵏ·a₂ₖ 的逐项值、凝聚级数部分和,以及与原级数部分和的对照与敛散判定。
计算示例
例 1p = 1.5 收敛
aₙ = 1/nᵖ、p = 1.5:凝聚项 = 2^(−0.5k),几何级数收敛,原级数收敛。
例 2调和级数发散
aₙ = 1/n:凝聚项恒为 1,发散——调和级数发散的凝聚证明。
例 31/(n·ln n) 发散
aₙ = 1/(n·ln n):凝聚项 = 2ᵏ/(2ᵏ·k·ln 2) = 1/(k·ln 2),调和型仍发散。
例 41/(n·(ln n)²) 收敛
aₙ = 1/(n·(ln n)²):凝聚项 = 1/(k²·ln²2),收敛(对数积分判别同结论)。
注意事项
判别法要求 aₙ 非负且单调递减;不递减的级数凝聚后结论不可靠。
底数 m 可取任意大于 1 的整数,结论不变;m = 2 最常用。
凝聚级数部分和只是判定工具,不等于原级数的和。
表达式支持 ^、()、ln() 与常数 pi;p 取负值时通项不趋零,级数直接发散。
K 项凝聚和只能反映趋势,判定以几何公比/参照级数为准。
常见问题
参考资料
凯文内容作者Calcton 数学编辑组 口径审核Calcton 编辑组 交叉审核· 内容更新于 2026-10-03
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Calcton. 柯西凝聚判别法计算器[EB/OL]. https://www.calcton.com/condensation-test, 2026-10-03.
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参考来源与更新说明
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最后更新:2026-10-03。
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