Kryterium d’Alemberta (także kryterium ilorazowe d’Alemberta) – jedno z podstawowych kryteriów zbieżności szeregów o wyrazach dodatnich udowodnione przez d’Alemberta.

Kryterium Niech dany będzie szereg liczbowy

o wyrazach dodatnich oraz niech

Jeżeli dla dostatecznie dużych oraz pewnego spełniona jest nierówność

to szereg jest zbieżny.

Jeżeli zaś dla dostatecznie dużych spełniona jest nierówność

to szereg jest rozbieżny.

Wersja graniczna kryterium Często używana jest też następująca, formalnie słabsza, wersja kryterium. Jeżeli istnieje granica

to gdy szereg jest zbieżny, oraz gdy szereg jest rozbieżny.

Przypadek, w którym kryterium nie rozstrzyga Kryterium nie przesądza o zbieżności lub rozbieżności szeregu w przypadku, gdy

Istotnie, rozważmy ciągi

Wówczas

Jednak szereg jest rozbieżny jako szereg harmoniczny, a drugi z szeregów jest zbieżny (zob. problem bazylejski).

Dowód Załóżmy, że dla dostatecznie dużych oraz pewnego spełniona jest nierówność

Stąd

dla każdego Oznacza to, że dla każdego spełniona jest nierówność

Szereg

jest zbieżny jako szereg geometryczny o ilorazie Ponadto, majoryzuje on szereg

Na mocy kryterium porównawczego szereg jest zatem zbieżny.

W przypadku gdy istnieje taka liczba że nierówność

zachodzi dla wszystkich szereg nie spełnia warunku koniecznego zbieżności, tj. ciąg nie jest zbieżny do 0. W szczególności, szereg jest rozbieżny.

Przykłady zastosowania Kryterium d’Alemberta jest szczególnie pomocne, gdy wyraz ogólny szeregu zawiera symbol silni. Rozważmy następujący przykład

Wyraz ogólny tego szeregu jest postaci

Mamy

Zatem korzystając z granicy

otrzymujemy

co dowodzi zbieżności rozważanego szeregu.

Niech

Wówczas

Oznacza to, że szereg

jest rozbieżny.

Przypisy

Bibliografia

Literatura dodatkowa

Linki zewnętrzne Piotr Stachura, Kryterium d'Alemberta zbieżności szeregów, kanał Khan Academy na YouTube, 19 lipca 2016 [dostęp 2024-06-22]. [dostęp 2022-06-20]. D'Alembert criterion (convergence of series) , Encyclopedia of Mathematics, encyclopediaofmath.org [dostęp 2025-07-15].

d’Alemberta