积分判别法
设 连续且单调不增,并令 。积分判别法说 与 同敛散。它把一排离散矩形的面积同曲线下面积比较。
上下夹住面积
在每个 上有 。积分后相加,得到 左、右只差首末有限项,由正项部分和的单调性可知两者要么一起有界,要么一起无界。若省略“非负、最终单调”条件,上述逐区间比较便未必成立。
取 。当 ,;当 ,积分是 。令 ,可见 恰在 时收敛。这同时解释了调和级数为何发散。
余项估计
若级数收敛且 ,同样的矩形夹逼给出 例如 在第 10 项后的余项介于 与 之间;这比只知道“收敛”更有数值意义。