為什麼調和級數是發散的

時間 2021-09-01 01:51:34

1樓:

證明1、比較審斂法

因此該級數發散。

2、積分判別法

通過將調和級數的和與一個瑕積分作比較可證此級數發散。考慮右圖中長方形的排列。每個長方形寬1個單位、高1/n個單位(換句話說,每個長方形的面積都是1/n),所以所有長方形的總面積就是調和級數的和:

矩形面積和:

而曲線y=1/x以下、從1到正無窮部分的面積由以下瑕積分給出: 曲線下面積:

由於這一部分面積真包含於(換言之,小於)長方形總面積,長方形的總面積也必定趨於無窮。更準確地說,這證明了:

這個方法的拓展即積分判別法。

3、反證法

假設調和級數收斂 , 則:

但與矛盾,故假設不真,即調和級數發散。

擴充套件資料

調和級數是各項倒數為等差數列的級數,通常指項級數

各項倒數所成的數列(不改變次序)為等差數列。從第2項起,它的每一項是前後相鄰兩項的調和平均,故名調和級數。

推而廣之,具有這種性質的每一個級數,即形如

的級數也稱為調和級數,其中 a,b 是常數. 調和級數是發散的,但其部分和

增長極慢。

尤拉 (euler,l.) 計算過

與是等價無窮大,更準確地,有

其中 c=0.557 215... 是尤拉常數,

這是尤拉於1740 年發現的,更一般地,級數

稱為廣義調和級數,亦簡稱調和級數,它的通俗名稱是 p 級數,當 p>1 時收斂,p<=1 時發散。

2樓:匿名使用者

1+1/2+1/3+1/4+...

分段 =1+1/2+(1/3+1/4)+(1/5+1/6+1/7+1/8)+(1/9+1/10...+1/16)+...

放縮法,每個括號裡統一分母

>1+1/2+(1/4+1/4)+(1/8+1/8+1/8+1/8)+(1/16+1/16...+1/16)+...

=1+1/2+2/4+4/8+8/16...

=1+1/2+1/2+1/2+...

有無窮多個1/2 所以是趨於無窮大的

調和級數縮小後尚且趨於無窮大,說明調和級數本身也是趨於無窮大的,故發散。

3樓:言眼讀書

由調和數列各元素相加所得的和為調和級數,易得,所有調和級數都是發散於無窮的。

很早就有數學家研究,比如中世紀後期的數學家oresme在2023年就證明了這個級數是發散的。他的方法很簡單:

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)+...

注意後一個級數每一項對應的分數都小於調和級數中每一項,而且後面級數的括號中的數值和都為1/2,這樣的1/2有無窮多個,所以後一個級數是趨向無窮大的,進而調和級數也是發散的。

從更廣泛的意義上講,如果an是全部不為0的等差數列,則1/an就稱為調和數列,求和所得即為調和級數,易得,所有調和級數都是發散於無窮的。

證明幾何級數和調和級數的收斂和發散性

先看調和級數 證明如下 由於ln 1 1 n 1 n n 1,2,3,於是調和級數的前n項部分和滿足 sn 1 1 2 1 3 1 n ln 1 1 ln 1 1 2 ln 1 1 3 ln 1 1 n ln2 ln 3 2 ln 4 3 ln n 1 n ln 2 3 2 4 3 n 1 n ln...

級數sn 1 1 n,為什麼是發散的

簡單證一下 a0 1 a1 1 2 a2 1 3 1 4 2 1 4 1 2 a3 1 5 1 6 1 7 1 8 4 1 8 1 2a4 1 9 1 10 1 11 1 12 1 13 1 14 1 15 1 16 8 1 16 1 2 如此下去,an是n項的和,且每一項都大於1 2.則sn a0...

n收斂嗎?它和調和級數1 n有什麼區別嗎

不收斂。主要是性質不同 1 數列收斂的充要條件是滿足柯西判別法,對於調和級數的這個數列,滿足 0 存在n 0,m n,有 1 n 1 n 1 1 m 就叫做滿足柯西判別法。2 數列發散1 n 1 n 1 1 m 1 n 1 n 1 1 2n 1 2n n 1 1 2n n 0.5 不滿足柯西判別法。...