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收敛级数


如果一个级数趋近于某个极限(D'Angelo 和 West 2000, p. 259),则称该级数为收敛级数。

形式上,无穷级数 sum_(n=1)^(infty)a_n 是收敛的,如果部分和序列

 S_n=sum_(k=1)^na_k
(1)

是收敛的。相反地,如果部分和序列是发散的,则级数是发散的。如果 sumu_ksumv_k 是收敛级数,那么 sum(u_k+v_k)sum(u_k-v_k) 也是收敛的。如果 c!=0, 那么 sumu_kcsumu_k 要么都收敛,要么都发散。从级数的开头删除有限数量的项不会影响收敛性和发散性。序列分母中的常数项通常可以删除,而不会影响收敛性。级数分子分母中的多项式中,除了最高项之外的所有项通常都可以删除,而不会影响收敛性。

如果由取其项的绝对值形成的级数收敛(在这种情况下,它被称为绝对收敛),则原始级数收敛。

可以使用Wolfram 语言中的以下函数确定级数的收敛条件:SumConvergence[a, n]。

级数

sum_(n=2)^(infty)1/(nlnn)=infty
(2)
sum_(n=3)^(infty)1/(nlnn(lnlnn))=infty
(3)

都通过积分判别法发散,尽管后者需要 googolplex 数量级的项,部分和才会超过 10 (Zwillinger 1996, p. 39)。相比之下,级数和

 sum_(n=2)^infty1/(n(lnn)^2) approx 2.109742801236
(4)

(Baxley 1992; Braden 1992; Zwillinger 1996, p. 39; Kreminski 1997; OEIS A115563) 和

 sum_(n=3)^infty1/(nlnn(lnlnn)^2) approx 38.4067680928...
(5)

(OEIS A118582; Mathar 2009) 通过积分判别法收敛,尽管后者收敛非常缓慢,以至于需要 10^(3.14×10^(86)) 项才能获得两位数的精度 (Zwillinger 1996, p. 39)。两者都可以使用欧拉-麦克劳林积分公式求和。


另请参阅

绝对收敛, 条件收敛, 收敛性检验, 收敛的, 收敛序列, 发散级数, 极限, 收敛半径, 一致收敛 在 MathWorld 课堂中探索此主题

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参考文献

Baxley, J. V. "Euler's Constant, Taylor's Formula, and Slowly Converging Series." Math. Mag. 65, 302-313, 1992.Braden, B. "Calculating Sums of Infinite Series." Amer. Math. Monthly 99, 649-655, 1992.Bromwich, T. J. I'A. 和 MacRobert, T. M. 无穷级数理论导论,第 3 版 New York: Chelsea, 1991.D'Angelo, J. P. 和 West, D. B. 数学思维:问题解决和证明,第 2 版 Upper Saddle River, NJ: Prentice-Hall, 2000.Kreminski, R. "Using Simpson's Rule to Approximate Sums of Infinite Series." College Math. J. 28, 368-376, 1997.Mathar, R. J. "级数极限 sum_(k)1/[klogk(loglogk)^2]." 2009 年 2 月 4 日。 http://arxiv.org/abs/0902.0789.Sloane, N. J. A. 序列 A115563A118582,来自“整数序列在线百科全书”。Zwillinger, D. (Ed.). CRC 标准数学表格和公式,第 30 版 Boca Raton, FL: CRC Press, 1996.

在 Wolfram|Alpha 中被引用

收敛级数

请引用为

Weisstein, Eric W. “收敛级数。” 来自 MathWorld--Wolfram Web 资源。 https://mathworld.net.cn/ConvergentSeries.html

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