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交错级数


形如以下的级数 形式

 sum_(k=1)^infty(-1)^(k+1)a_k
(1)

 sum_(k=1)^infty(-1)^ka_k,
(2)

其中 a_k>0

具有正项的级数可以使用以下方法转换为交错级数

 sum_(r=1)^inftyv_r=sum_(r=1)^infty(-1)^(r-1)w_r,
(3)

其中

 w_r=v_r+2v_(2r)+4v_(4r)+8v_(8r)+....
(4)

交错级数的显式值包括

sum_(k=0)^(infty)((-1)^k)/(k!)=1/e
(5)
sum_(k=1)^(infty)((-1)^(k-1))/k=ln2
(6)
sum_(k=1)^(infty)((-1)^(k-1))/(k^2)=1/(12)pi^2
(7)
sum_(k=1)^(infty)((-1)^(k-1))/(k^3)=3/4zeta(3),
(8)

其中 zeta(3)Apéry 常数,并且形式为 (6) 到 (8) 的和是狄利克雷 eta 函数的特例。

以下交错级数收敛,但显然没有已知的闭合形式,

C=sum_(n=1)^(infty)(-1)^(n+1)[e-(1+1/n)^n]
(9)
=sum_(n=1)^(infty)[(1+1/(2n))^(2n)-(1+1/(2n-1))^(2n-1)]
(10)
=0.44562240319...
(11)

(OEIS A114884)。


另请参阅

卡亨常数, 狄利克雷 Eta 函数, e, 自然对数 2, 级数

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参考文献

Arfken, G. "交错级数。" §5.3 in 物理学家数学方法,第 3 版。 奥兰多,佛罗里达州:学术出版社,pp. 293-294, 1985。Bromwich, T. J. I'A. 和 MacRobert, T. M. "交错级数。" §19 in 无穷级数理论导论,第 3 版。 纽约:切尔西,pp. 55-57, 1991。Gardner, M. 科学美国人数学游戏第六书。 芝加哥,伊利诺伊州:芝加哥大学出版社,p. 170, 1984。Hoffman, P. 只爱数字的人:保罗·埃尔德什的故事和对数学真理的探索。 纽约:海波龙,p. 218, 1998。Pinsky, M. A. "交错级数的平均。" 数学杂志。 51, 235-237, 1978。Shallit, J. 和 Davidson, J. L. "一些交错级数的连分数。" 数学月刊。 111, 119-126, 1991。Sloane, N. J. A. 序列 A114884 在 "整数序列在线百科全书" 中。

在 Wolfram|Alpha 中引用

交错级数

请引用为

Weisstein, Eric W. "交错级数。" 来自 MathWorld--Wolfram Web 资源。 https://mathworld.net.cn/AlternatingSeries.html

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