10.5
积分判别法通过将无穷级数的和与由对应于该级数的函数所定义的连续曲线下的面积进行比较,来确定该无穷级数是收敛还是发散。
当直接对离散项求和过于困难或不切实际时,此方法至关重要。
例如,荧光棒的亮度会随着时间推移逐渐减弱,其光强呈指数级衰减。从第一小时最亮开始,荧光棒的亮度逐渐下降,形成一个每小时能量值的无限序列,难以直接求和。
在图表中,每小时释放的能量以垂直条形表示——初始较高,随后迅速变短。一条平滑曲线恰好通过每个条形右上角,将能量释放速率建模为连续函数。
此处适用积分判别法,因为该能量辐射函数在时间上为正、连续且单调递减。
曲线下面积表示荧光棒释放的总能量。根据数值的变化规律,该面积由一个收敛于有限总值的反常积分定义,因此该级数也收敛。
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