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调和级数为什么发散(为什么1/n是发散的)

 2022-08-30 10:21  阅读 11

摘要:中世纪后期的数学家Oresme在1360年就证明了这个级数是发散的。 他的方法很简单: 1+1/2+1/3 +1/4 + 1/5+ 1/6+1/7+1/8 +... 1/2+1/2+(1/4+1/4)+(1/8+1/8+1/8+1/8)+... 注意后一个级数每一项对应的分数都小于调

中世纪后期的数学家Oresme在1360年就证明了这个级数是发散的。

他的方法很简单:

1+1/2+1/3 +1/4 + 1/5+ 1/6+1/7+1/8 +...

1/2+1/2+(1/4+1/4)+(1/8+1/8+1/8+1/8)+...

注意后一个级数每一项对应的分数都小于调和级数中每一项,而且后面级数的括号中的数值

和都为1/2,这样的1/2有无穷多个,所以后一个级数是趋向无穷大的,进而调和级数也是发,散的。S(2^n)=1+1/2+(1/3+1/4)

+(1/5+1/6+1/7+1/8)

+……

+{1/[2^(n-1)+1]+1/[2^(n-1)+2]+……+1/2^n}

≥1+1/2+1/2+……+1/2

=1+n/2

∴limS(2^n)=+∞

∴∑1/n发散。解:“级数∑1/n,n=1,2,……,∞”是发散的。其证明过程可以是,

∵∑1/n=1+1/2+1/3+1/4+……=1+1/2+(1/3+1/4)+(1/5+……+1/8)+(1/9+……+1/16)+(1/17+……+1/32)+……>1+1/2+2(1/4)+4(1/8)+8(1/16)+16(1/32)……=1+m/2+……,

当n→∞时,m→∞,1+m/2→∞发散。∴级数∑1/n发散。考虑部分和s(n)=∑(i=1,n)(-1)^(n-1),易知s(n+1)=s(n)+1(n为奇数)或s(n+1)=s(n)-1(n为偶数),而s(1)=-1^(1-1)=1,因此数列s(n)为1、0、1、0……,一般项周期性变化且不外乎0、1两个不同的值,于是随n→∞时s(n)的值不确定,由极限的确定性得lim(n→∞)s(n)不存在,再由级数的定义得原级数发散。

关键字: 为什么 / 级数 / 调和 / 发散 / 
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