Обобщённым гармоническим рядом называют ряд:∞∑n=11nα=1+12α+13α+⋯+1nα+⋯
Сходимость обобщённого гармонического ряда
∞∑n=11nα, где α>0. При α=1 получаем гармонический ряд, а он как известно расходится.
При 0<α<1 имеем:Sn(α)=1+12α+⋯+1nα≥n⋅1nα=n1−α→n→∞∞ Из этого следует, что Sn(α)→+∞, а из этого следует расходимость ряда.
Теперь рассмотрим случай α>1. Выберем такое натуральное m, что n<2m. Тогда имеем:Sn(α)≤S2m−1(α)=1+(12α+13α)+(14α+15α+16α+17α)++⋯+(1(2m−1)α+1(2m−1+1)α+⋯+1(2m−1)α)≤≤1+21−α+(22)1−α+⋯+(2m−1)1−α==1+21−α+(21−α)2+⋯+(21−α)m−1=1−(21−α)m1−21−α Отсюда следует, что при α>1 имеем Sn(α)≤11−21−α, т.е. последовательность частичных сумм ограниченна сверху, и по теореме о сходимости рядов с неотрицательными членами ряд сходится при α>1.
При 0<α<1 имеем:Sn(α)=1+12α+⋯+1nα≥n⋅1nα=n1−α→n→∞∞ Из этого следует, что Sn(α)→+∞, а из этого следует расходимость ряда.
Теперь рассмотрим случай α>1. Выберем такое натуральное m, что n<2m. Тогда имеем:Sn(α)≤S2m−1(α)=1+(12α+13α)+(14α+15α+16α+17α)++⋯+(1(2m−1)α+1(2m−1+1)α+⋯+1(2m−1)α)≤≤1+21−α+(22)1−α+⋯+(2m−1)1−α==1+21−α+(21−α)2+⋯+(21−α)m−1=1−(21−α)m1−21−α Отсюда следует, что при α>1 имеем Sn(α)≤11−21−α, т.е. последовательность частичных сумм ограниченна сверху, и по теореме о сходимости рядов с неотрицательными членами ряд сходится при α>1.
Список Литературы
- Г.М. Фихтенгольц Курс дифференциального и интегрального исчисления том 2. (стр.263-264)
- Л.Д. Кудрявцев Курc математического анализа том 2. (стр.12,14-15)
- В.И.Коляда, А.А.Кореновский, Курс лекций по математичеcкому анализу К93: в 2-х ч. Ч.2. — Одесса: Астропринт, 2009 (стр.7-8)
- Лысенко З.М. Конспект по математичeскому анализу
Тест на проверку знаний по данной теме.
Таблица лучших: Обобщённый гармонический ряд
Место | Имя | Записано | Баллы | Результат |
---|---|---|---|---|
Таблица загружается |