02 Series

形如: 称之为级数,用符号表示:

例 1:随着 n 增大,累积和变得越来越大,无法找到有限的和。

例 2:随着添加更多项,部分和越来越接近 1。部分和指的是只计算前若干项的总和。例如,前两项的和为 1/2 + 1/4 = 3/4,前三项的和为 1/2 + 1/4 + 1/8 = 7/8,依此类推。可以看到,随着项数增加,部分和逐渐逼近 1。

部分和 S 可能不存在,如果存在则称其为无穷级数的和。

因此, 级数的和是部分和序列的极限。 这意味着通过添加足够多的项,可以尽可能接近数字 S

例 3:等比级数 从第一项开始,后一项除以前一项的结果是一个公比 r。 如果 r=1,则级数和趋于无穷 如果 r≠1,有: 两边乘以 r 上式-下式: 则有:

使用绝对值符号 |r| 是为了涵盖所有可能的情况(可能是为了更好看吧./)

如果一个级数收敛,那么它的各项随着 n 的增大会趋近于 0。 Note 1: 对于任何级数 ∑an,我们都可以关联两个序列:部分和序列 {sn} 和各项序列 {an}。如果级数 ∑an 收敛,那么部分和序列 {sn} 的极限是级数的和 s,而各项序列 {an} 的极限是 0。

Note 2: 但调和级数是一个例外,所以这个定理并不通用。

Note 3: 如果 则级数 ∑an 发散, 但 并不能证明级数 ∑an 收敛,它可能收敛也可能发散(Note 2)。

Note 4: 有限数量的项不会影响级数的整体收敛性或发散性。这意味着,如果我们能够证明一个级数是收敛的,那么加上或去掉有限数量的项并不会改变级数的收敛性。级数的收敛性取决于无穷多项的行为,而非有限数量的项。