ЗНАКОЧЕРЕДУЮЩИЕСЯ ЧИСЛОВЫЕ РЯДЫ
Ряд вида
, где
, называется знакочередующимся рядом. Для знакочередующегося ряда справедлива теорема Лейбница.
Теорема Лейбница
Если для знакочередующегося ряда
выполняется 1)
; 2)
, то ряд сходится и его сумма S удовлетворяет условию
.
Наряду со знакочередующимся рядом
рассмотрим ряд из абсолютных величин
, члены которого – положительные числа. Если ряд из абсолютных величин
сходится, то знакочередующийся ряд
тоже сходится и
называется абсолютно сходящимся. Если ряд из абсолютных величин
расходится, а знакочередующийся ряд
сходится (по теореме Лейбница), то
называется условно сходящимся.
Исследовать знакочередующиеся ряды
на абсолютную и условную сходимость можно по следующей схеме:
1. Вычислить
. Если
, то ряд расходится по достаточному признаку расходимости и исследование этого ряда закончено.
2. Составить ряд из модулей
― знакоположительный числовой ряд. Используя признаки сходимости рядов с положительными членами, исследовать его на сходимость. Если ряд из модулей
сходится, то исходный знакочередующийся ряд
сходится абсолютно и исследование этого ряда закончено.
3. Проверить выполнение условий теоремы Лейбница для знакочередующихся рядов. Если условия выполнены, то знакочередующийся ряд
сходится условно, если нет – то расходится.
Пример 8. Исследовать знакочередующиеся ряды на абсолютную и условную сходимость.
а)
.
Решение. Общий член ряда
.
1. Проверим
. Следовательно, исходный ряд расходится по достаточному признаку расходимости.
Ответ: расходится.
б)
.
Решение. Общий член ряда
.
1. Проверим
.
2. Составим ряд из модулей
― знакоположительный числовой ряд, и применим к нему интегральный признак Коши. Положим
. Эта функция удовлетворяет требованиям интегрального признака Коши. Рассмотрим несобственный интеграл
=
=
число.
Следовательно, несобственный интеграл и ряд из модулей сходятся одновременно по интегральному признаку Коши. Поэтому исходный знакочередующийся ряд сходится абсолютно.
Ответ: сходится абсолютно. 
в)
.
Решение. Общий член ряда
.
1. Проверим
.
2. Составим ряд из модулей,
― знакоположительный ряд, и применим к нему второй признак сравнения. Для сравнения возьмём расходящийся обобщённый гармонический ряд
с общим членом
.
Вычислим
. Следовательно, оба ряда расходятся одновременно и абсолютной сходимости исходного знакочередующегося ряда нет.
3. Проверим выполнение условий теоремы Лейбница для знакочередующихся рядов:
а)
(это условие проверено в п.1);
б) Последовательность
убывает
.
Проверим монотонное убывание с помощью производной:

при любых значениях n.
Следовательно, последовательность
убывает. Оба условия теоремы Лейбница выполняются и исходный знакочередующийся ряд сходится условно.
Ответ: сходится условно.