1 + 2 + 4 + 8 + …

✍ dations ◷ 2025-05-17 13:39:28 #发散级数,级数,二进制算术

在数学领域,1 + 2 + 4 + 8 + … 是一个无穷级数,它的每一项都是2的幂。作为几何级数,它以 1 为首项,2 为公比。

作为实数级数,他发散到无穷,所以在一般意义下它的和不存在。

如果以代数运算的方式来计算这个数列的和,虽然可以得到∞以及-1这两个值,但这必须在更广泛的意义中才能成立。

在历史和数学教育,1 + 2 + 4 + 8 + …是正项发散几何级数的一个基本例子。许多结果和争论引出了许多类似级数,其他的例子如2 + 6 + 18 + 54 + …。

1 + 2 + 4 + 8 + … 的部分和数列是 1, 3, 7, 15, …,由于该数列发散到无穷,所以部分和数列也发散到无穷。因此任何通常求和方法得到的和将是无穷,包括切萨罗求和法和阿贝尔求和法。

另一方面,有一种广义方法使得 1 + 2 + 4 + 8 + … 的和为有限值 -1。相应的幂级数

的收敛半径为 1/2,因此它在 = 1 时不收敛。然而,这样定义的函数 在去掉点 = 1/2 后,具有到复平面唯一的解析开拓,并且具有相同的形式 (x) = 1/(1 − 2)。由于 (1) = −1,原级数 1 + 2 + 4 + 8 + … 是可求和的 (),其和为 −1,并且 -1 是级数的()和。(此标识方式是由戈弗雷·哈罗德·哈代参考莱昂哈德·欧拉在无穷级数上的研究而得)

用几乎完全相同的方法可以考虑系数为 1 的幂级数,例如

并用 = 2 代入。当然这两个级数可由关系式 = 2 等价转换。

事实上()和为1 + 2 + 4 + 8 + …分配了一个有限值,这表明广义方法不是完全符合惯例的。另一方面,他具有某些求和法可取的性质,包括稳定性和线性性质。这些后面的两个公理实际上强制级数的和为 -1,因此它令下面的操作有效:

在某种意义下, = ∞ 是方程 = 1 + 2的一个解(例如∞是黎曼球上莫比乌斯变换 → 1 + 2 的两个不动点之一)。如果某种已知的求和方法返回一个常数,不是∞,那么这是容易确定的。在这种情形下可能由方程的两边消去,得到 0 = 1 + ,所以 = −1。

相关

  • 自置居所房地产自有率(home-ownership rate),中国大陆称住房自有率。各地差异,由于世界各地的差异,每个地区对于房地产自有率都有不同的定义, 因素也不一样见。在美国,房地产自有率是美
  • 太平省太平省(越南语:Tỉnh Thái Bình/.mw-parser-output .han-nom{font-family:"Nom Na Tong","Han-Nom Gothic","Han-Nom Ming","HAN NOM A","HAN NOM B","Ming-Lt-HKSCS-UNI-H",
  • 羊肉羊肉是指从羊身上得出的肉,古时称为羖肉、羝肉、羯肉,为全世界普遍的肉品之一。小于一岁的羊称为羔羊,其肉称为羔羊肉。羊肉肉质与牛肉相似,但肉味较浓。羊肉较猪肉的肉质要细嫩
  • 主流新教主流新教(mainline Protestant,或 mainstream Protestant、oldline Protestant),是指美国的一些新教教会。这些教会大多持自由主义神学立场,和福音派、基要派新教教会相对,现有210
  • 长蠹虫下目长蠹虫下目(学名:Bostrichiformia)是鞘翅目多食亚目之下的一个下目。按《美国甲虫》(2002)年一书的分类,本下目有两个总科:
  • MADHOUSEMADHOUSE(株式会社マッドハウス)是日本一家动画制作公司,主要业务为动画相关企画、制作及著作权管理。1972年10月,丸山正雄、出崎统、林太郎(日语:林太郎)、川尻善昭等人,在公司‘虫
  • 海鹦海鹦,又名海鹦鹉,即海鹦属(Fratercula)鸟类。它们是远洋海鸟,会潜入水中觅食。它们会一大群的在悬崖或岛屿上繁殖,并会在石缝间或泥土中筑巢。其下的花魁鸟及角海鹦都是分布在北太
  • 岩藻糖苷贮积症岩藻糖苷贮积症(英语:Fucosidosis)是一种溶小体储积症,其会导致许多器官呈现广泛性α-L岩藻糖蛋白(英语:Alpha-L-fucosidase)、糖脂质以及寡糖的堆积。亦会产生血管角质瘤,广泛性毛
  • 塞林格杰罗姆·大卫·“J·D”·塞林格(英语:Jerome David Salinger,J. D. Salinger/ˈsælᵻndʒər/,1919年1月1日-2010年1月27日)是一位美国作家,以著作《麦田里的守望者》而闻名。塞
  • 米歇尔·马约尔米歇尔·居斯塔夫·爱德华·马约尔(法语:Michel Gustave Édouard Mayor,1942年1月12日-),瑞士天文学家,任教于日内瓦大学天文学系,已于2007年退休,但仍以荣誉退休教授身份持续进行研