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2010年6月30日水曜日

調和級数の問題

有名な面白いと思う問題を紹介します。
この級数は発散するか収束するか調べよ、もし収束するならどのような値に収束するか求めよ。

1 + (1/2) + (1/3) + (1/4) + ・・・

積分を使う解法がありますが、もっと簡単な解法もあります。

3 件のコメント:

  1. Masahiko2012年8月14日 23:02

    これはリーマン和の考え方を用いて証明する問題なのでしょうか。この理論を用いて、この級数は発散することは証明できます。しかし、説明にもあるようにこの証明は難しいです。

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  2. >Masahikoさん
    リーマン和の考え方は必ずしも用いる必要はないですよ。
    自分の証明の考え方としては、級数を不等式で、小さく見積もっていって、見積もっていった先のものが発散すれば、元の級数も発散する、ということを使います。
    難易度については、自分も難しい問題だと思います。歴史的には、17世紀には証明されていたそうですね。

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  3. 問題の答えです。

    元の級数を小さくしていき、小さくしたものが発散することを示します。

    1+1/2+1/3+1/4+1/5+1/6+1/7+1/8+…

    = 1+1/2+(1/3+1/4)+(1/5+1/6+1/7+1/8)+…

    > 1+1/2+(1/4+1/4)+(1/8+1/8+1/8+1/8)+…

    = 1+1/2+1/2+1/2+… = ∞

    よって、元の級数より小さい級数が発散したので、元の級数も発散する。

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