Главная > Теория рядов
НАПИШУ ВСЁ ЧТО ЗАДАЛИ
СЕКРЕТНЫЙ БОТ В ТЕЛЕГЕ
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Пред.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
342
343
344
345
346
347
348
349
350
351
352
353
354
355
356
357
358
359
360
361
362
363
364
365
366
367
368
369
370
371
372
373
374
375
376
377
378
379
380
381
382
383
384
385
386
387
388
389
390
391
392
393
394
395
396
397
398
399
След.
Макеты страниц

Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше

Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике

ДЛЯ СТУДЕНТОВ И ШКОЛЬНИКОВ ЕСТЬ
ZADANIA.TO

ГЛАВА 15. СУММИРОВАНИЕ РАСХОДЯЩИХСЯ РЯДОВ

§ 1. Расходящиеся геометрические прогрессии

В предыдущих главах достаточно явно подчеркивалась необходимость соблюдать при операциях над рядами некоторые предосторожности. Например, умножение рядов нуждалось в проверке их абсолютной сходимости, почленное интегрирование —в равномерной сходимости и т. п. Вместе с тем эти условия не всегда оказываются математически необходимыми, т. е. иногда можно допускать выходы за пределы дозволенного и при этом не совершать ошибок. Фактически это означает возможность получать на том или ином этапе рассуждений расходящиеся ряды, проводить с ними некоторые преобразования и возвращаться в область сходящихся рядов, обогатившись нужной количественной информацией. Ясно, что для этого надо уметь обращаться с расходящимися рядами и по крайней мере с теми из них, которые сохраняют и в самой расходимости оттенок сходимости.

В § 1 главы 1 и в § 2 главы 2 говорилось о возможности различных истолкований понятия «суммы бесконечного ряда». По существу, если для определенности говорить пока только о числовых рядах, суммирование каждого ряда есть некоторый прием, позволяющий бесконечной последовательности чисел, являющихся членами ряда, ставить в соответствие некоторое число, называемое его суммой. Этот прием должен быть достаточно единообразным и плодотворным. Чтобы оправдать название «суммирования», связь между членами ряда, с одной стороны, и его «суммой», с другой, должна обладать хотя бы некоторыми свойствами той связи, которая имеет место между конечными наборами слагаемых и их обычными суммами.

Одним из таких приемов оказывается переход от последовательностей чисел к пределам их частичных сумм.

Именно он и рассматривался в качестве суммирования во всех предшествующих главах книги. Однако только что описанные весьма скромные требования к «суммированию» дадут нам возможность и других вариантов понимания этой операции. В частности, окажется целесообразным приписывать определенные значения «суммы» тем или иным расходящимся рядам.

Начнем, как и в главе 1, с рассмотрения (теперь уже, возможно, и расходящихся) геометрических прогрессий. Пусть нам дана прогрессия

Поставим вопрос о том, какой может быть сумма прогрессии (15.1); иными словами, чему она должна быть равна, если только она существует (или, в более осторожной форме, чему она должна была бы быть равна, если бы она существовала). Обозначим эту гипотетическую сумму ряда (15.1) через

Естественно считать законным преобразование

так что

Далее, очевидно, что

Складывая почленно (15.2) и (15.3) (и считая такую операцию также законной), мы получим

т. е.

откуда получаем

Мы видим, что аналитическое выражение для суммы ряда (15.1) в случае его расходимости (т. е. при совпадает с таковым для случая, когда он сходится. Это означает, что проводимые нами рассуждения не противоречат обычной практике суммирования сходящихся геометрических прогрессий. В частности, полагая в (15.4)

мы получаем

а в случае мы имеем

Здесь «суммы» рядов с целыми членами оказываются дробными числами. Не следует, однако, усматривать в этом каких-либо противоречий ни со здравым смыслом, ни с законами арифметики. В самом деле, сумма любого конечного числа целых слагаемых должна быть целой; но здесь это никак и не оспаривается. Ясно также, что множество всех целых чисел является замкнутым, и потому предел всякой последовательности целых чисел (частичных сумм ряда с целыми членами) также должен быть целым числом. Но ведь в наших рассуждениях не есть предел последовательности частичных сумм! Такого предела в рассматриваемом нами случае вообще не существует; — это всего лишь некоторое число, функционально зависящее от ряда (15.1). От этой функциональной зависимости требуется лишь соблюдение некоторых свойств типа линейности: при умножении каждого из членов ряда на некоторое число его «сумма» умножается на это же число, а при почленном сложении двух рядов складываются и их «суммы». Кроме того, мы допустили, что если все члены ряда, кроме одного, суть нули, то «сумма» ряда равна этому единственному отличному от нуля числу. В этих условиях ничто не мешает «сумме» ряда с целыми членами быть и нецелой.

Сходные рассуждения можно провести по поводу того соображения, что в ряде (15.5) за каждым положительным членом следует больший по абсолютной величине отрицательный член и тем не менее «сумма» ряда оказывается положительной.

Положив, наконец, мы согласно (15.4) получим

что совсем уже удивительно.

Весьма выразительно высказывается Эйлер. «Я полагаю, что каждый ряд должен обладать определенным значением. Однако чтобы справиться со всеми возникающими здесь трудностями, следовало бы это значение не

именовать суммой, поскольку с этим словом обычно связывают такое понятие, как если бы эта сумма получалась в результате действительного суммирования, а эта идея для расходящихся рядов не имеет места».

1
Оглавление
email@scask.ru