(du Bois Reymond定理)对于任意一个给定的收敛正项级数 ,一定存在一个收敛正项级数 ,使得 ,反之,(Abel定理)对于任意发散正项级数 ,一定存在发散正项级数 ,使得 。
证明:
考虑收敛正项级数的余项 ,容易知道 单调减趋于0,令 ,记 ,容易验证它满足 ,并且 ,从而找到了需要的 。
同时,对于发散级数 ,可以找 。此时 不言自明。考虑柯西收敛准则证明 发散:
由于 发散,所以对任意n,容易找到一个p,使得 , ,这样就知道它是发散的了。
这说明无论是判断收敛还是判断发散,都不存在一个级数能作为“收敛最快/发散最慢”的标准。