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【簡単】絶対収束とコーシー列(収束することの証明)

はじめに

ここでは絶対収束するなら収束することの証明をコーシー列版で証明します。

絶対収束とは

\displaystyle\sum ^{\infty }_{n=1}\left| a_{n}\right| が収束するならば、\displaystyle\sum ^{\infty }_{n=1}a_{n}は絶対収束する。
というものです。
ついでに、絶対収束は英語ではabsolutely converge という。

証明

m>nのとき、
\displaystyle S_{n}=\sum ^{n}_{k=1}a_{k}とすると、
\displaystyle\begin{aligned}\left| S_{m}-S_{n}\right| &=\left| \sum ^{m}_{k=n+1}a_{k}\right| &\\
&\leq \sum ^{m}_{k=n+1}\left| a_{k}\right| &\\
&=\sum ^{m}_{k=1}\left| a_{k}\right| -\sum ^{n}_{k=1}\left| a_{k}\right| &\end{aligned}

n\rightarrow \infty として、 0となるので、
S_{n}はコーシー列となり、収束する。
気になるなら、初めに任意に\varepsilon  >0を取って最後に0にもっていってもよい。

別の証明として
\left| a_{m+1}+a_{m+2}+\ldots +a_{n}\right| \leq \left| a_{m+1}\right| +\ldots +\left| a_{n}\right|
より、コーシーの収束条件を満たすので、というやり方もある。

おわり。絶対収束の話は続く。
次は有界と絶対収束の話。
次の記事⇩
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