解析学(大学)

ディリクレの収束判定法 (Dirichlet's test) またはディリクレの定理 (Dirichlet's theorem) といわれる，級数が収束する十分条件を紹介し，その証明を行います。そのために必要となる部分和分 (summation by parts) の証明も行います。

広義積分を用いた正項級数の収束判定法 (integral test for convergence) を考え，それを用いて1/n^pの和についての収束・発散について解説します。

収束する数列は有界であることを証明します。ε-N 論法の演習の一つとしても最適なので，確認していきましょう。証明する前に，「収束する」の定義，「有界である」の定義も考えます。

関数項級数の一様収束を判定する最も基本的な方法である，ワイエルシュトラスのM判定法（Weierstrass M-test, 優級数定理ともいう）について紹介し，定理の証明と具体例の紹介をします。

級数の収束判定の重要なものとして「コーシーの収束判定法」と「ダランベールの収束判定法」が取り上げられることがあります。これらについて，ダランベールが使えるものは全てコーシーが使えることを証明し，両方が使える例とコーシーのみが使える例を挙げます。

級数の収束・発散を判定する方法で有名なものの一つに，「コーシーの収束判定法 (Cauchy's root test) 」というものがあります。これの主張と具体例を紹介し，最後に証明を行います。

級数の収束・発散を判定する方法（十分条件）として，最も有名なものの一つである，ダランベールの収束判定法 (d'Alembert's ratio test) について，その主張と適用できる例・適用できない具体例を紹介し，最後に証明を述べます。

級数の収束・発散の議論にあたって，比較判定法（comparison test, 優級数による収束判定法，優級数定理）は最も基本的かつ有用なものです。これについて定理の主張を述べ，その証明と具体例を紹介します。

ε-δ論法を習った後によく出てくる有名な定理の一つとして，「数列が収束すれば平均も同じ値に収束する」というものがあります。これについて紹介します。相加平均の定理はもちろん，相乗平均に関する定理も紹介します。