1 − 2 + 4 − 8 + …

✍ dations ◷ 2025-12-10 14:40:34 #发散级数,交错级数

在数学中,1 − 2 + 4 − 8 + …是一个无穷级数,它的每一项都是2的幂而加减号则是交错地排列。作为几何级数, 它以 1 为首项,-2为公比。

作为实数级数,它发散到无穷,所以在一般意义下它的和不存在。在更广泛的意义下,这一级数有一个广义的和为⅓。

戈特弗里德·莱布尼茨于1673年已经细想过1 − 2 + 4 − 8 + …这个交替的发散级数。他认为经过从右边或左边相减,分别可以得到正无限及负无限,所以两个答案都是错的,而整个级数必为有限:

莱布尼兹并不是非常肯定这个级数有,但是他根据墨卡托方法推测它和⅓有关系。 在十八世纪,“一个数项级数的和可能等于一个并不是其逐项叠加的结果的有限数”是一个十分普通的观点,尽管现代数学观点同当时的观点并没有任何分别。

当克里斯提安·沃尔夫在1712年阅读了莱布尼兹对格兰迪级数的解法后, 他对此解法非常满意,并设法通过这种方法去寻求更多解决发散级数问题的数学方法(如 1 − 2 + 4 − 8 + 16 − …)。简明地说,如果某人以倒数第二项的函数来表示级数的部分和的话,他得到的结果会是 4 m + 1 3 {\displaystyle {\tfrac {4m+1}{3}}} = ,讨论到无限后就得到了级数和是 ⅓ 。莱布尼兹的直觉在这时让他避免了在沃尔夫的解法上费力气。他给沃尔夫回信,说他的解法有点意思,但是因几个原因而无效。 相邻的两个部分和并不收敛到任何一个特定值上,同时在任何有限条件下都有 = 2,而不是 = 。总之,可求和级数的项最终都应收敛到零;即使 1 − 1 + 1 − 1 + … 也可以被表示成这种级数的极限。莱布尼兹劝沃尔夫再好好考虑一下,认为他说不定“可以搞出一些于他于科学都有价值的东西。”

任何具有规律性、线性和稳定性的求和方法都能对等比数列(几何级数)求和

在这种情况下 = 1 且 = −2,所以级数和是 ⅓。

在他1755年的《Institutiones》上,莱昂哈德·欧拉采用了现在被称为欧拉变换的方式处理1 − 2 + 4 − 8 + …,得到了收敛级数½ − ¼ + ⅛ − 1/16 + …。因为后者的和为⅓,欧拉得出结论,认为1 − 2 + 4 − 8 + … = ⅓。他对于无穷级数的看法不太遵循现代方法。如今,我们称1 − 2 + 4 − 8 + …是欧拉可求和,其欧拉和是⅓。

欧拉变换以正项序列开始:

而前向差分序列是

这一序列与上一序列正好相同。因此对于每一,迭代前向差分序列均以Δ0 = 1开始。级数的欧拉变换如下:

上述级数是一收敛等比级数,按常规求和公式得出其和为⅓。

1 − 2 + 4 − 8 + … 的博雷尔和也是 ⅓;博雷尔于1896年介绍了博雷尔和极限的公式,这是他在关于1 − 1 + 1 − 1 + …后的首个实例之一。

相关

  • CACNA1Sn/an/an/an/an/an/an/an/an/an/aCav1.1又称为L型钙通道α1亚基(calcium channel, voltage-dependent, L type, alpha 1S subunit,CACNA1S),为一种由CACNA1S基因翻译而成的蛋白质
  • 上升计划上升计划 (俄语:Восход,意思为“上升”或者“日出”)是一个苏联载人航天计划。上升计划是东方计划的后续,利用了东方计划被取消飞行留下的物资。上升计划的两次航天飞行
  • 广群芳谱《广群芳谱》,清康熙四十七年命内阁学士汪灏等撰成,凡100卷。《广群芳谱》由明人王象晋《群芳谱》增删而成,《广群芳谱》分天时谱、榖谱、桑麻谱、蔬谱、茶谱、竹谱、花谱、果
  • 未解决的生物学问题以下列出了一些目前在生物学领域中未解决的问题。详细内容和来源请阅读个别文章的介绍:
  • 曹如晶曹如晶(韩语:조여정,1981年2月10日-),韩国女演员,名字常被译为赵如晶、赵汝贞等。曹如晶最早亮相是在1997年于CeCI时装杂志担任模特儿,初期的电视剧作品包括1998年《我如何呢?(朝鲜语:
  • 泰始泰始是几个中国历史上年号的名称:
  • 周炳琳周炳琳,(1892年10月23日-1963年10月24日),字枚荪,浙江省黄岩县(今台州市黄岩区)人。1919年,获国立北京大学经济学学士学位。1922年,获美国哥伦比亚大学文学硕士,接着在英国伦敦大学经
  • 山姆·曼德斯塞缪尔·亚历山大·“萨姆”·门德斯爵士,CBE(英语:Sir Samuel Alexander "Sam" Mendes,1965年8月1日-),英国演员及导演。他曾获得两次劳伦斯·奥利弗奖。1998年获托尼奖。1999年执
  • 德勒兹吉尔·德勒兹(法语:Gilles Louis René Deleuze;1925年1月18日-1995年11月4日),法国后现代主义哲学家。德勒兹出生在法国首都巴黎,一九四四年中学毕业后进入巴黎索邦大学哲学系就读
  • 外倾角外倾角(英语:camber angle)乃正面望去轮胎与车身的角度,向外倾斜为正外倾角,向内倾斜为负外倾角。基本上,正外倾角的设定有较佳的灵活度,而负外倾角具较稳定的直进性。按照轮胎坐标