为什么调和级数 N 分之一是发散的,而 N 平方分之一是收敛的?
的有关信息介绍如下:
这个不多谈,关于它的证明起码有几十种
如:
如果不要证明
只要证明 收敛的话,那更简单,用中学数学的放缩法就行
发散也好证明,比如:
高数课本里的那个经典方法:
当然发散
利用不等式
可得
利用Cauchy积分判别法,可得到 发散
实际上 与 是同敛散的
之前的Cauchy积分判别法实际上就是拿调和级数的部分和与 做比较
但是还是有别的方法来得到这个序关系的,例如:
利用Lagrange中值定理,对于函数
, ( )
在区间 上,由Lagrange定理,存在
显然 在 上是连续且单调递减的,所以
证明了 ,就可以得到
这样可以得到
或者构造函数 ( ),可以得到
同样可以得到
构造函数的方法还有很多,但这个是最简单的,不再讲其他的了
这是中学数学最常用的方法
注意到存在正数 ,对任意正整数 ,存在
由Cauchy准则,可得到 发散
至于为什么二者敛散性不同,那也可以用Cauchy积分判别法解释
所谓Cauchy积分判别法,原理是根据
( 在 上是非负减函数)
由此可得
级数 与广义积分 具有相同的敛散性
的敛散性与 相同
而 是我们很熟悉的:
( )
( )
所以……



