неравенство правильное.
просто вопрос не совсем правильный :).
всегда ли будет расходится ряд?
для двойки думаю можно подобрать такой ряд чтобы он сходился а для больших чисел думаы будет расходится
С обратным неравенством и с обратным вопросом было бы более привычно. А в Вашей постановке могу предложить док-во для

монотонной и p>2.
Если бы ряд сходился, то ряд из

тоже сойдется,тк его n-е суммы оцениваются удвоенными

-ми исходного. Складывая

неравенств вида

для k=1..

, получаем

и b не может стремиться к 0. Противоречие.
Остальное (есть коечто) скорей для олимпийского подфорума