P級數
形如
式中P、n均為正整數。其中當p=1時,公式如下,成為調和級數。
調和級數求和我們已經知曉,
式中 γ為 歐拉常數。
P級數數列
現有一P級數構成的數列,如下
那麼求前p項和為多少?
猛一看這道題真的很難討論,因為p為偶數時,ap趨向於固定值。公式如下
對任意的正偶數2n, 有
其中, B2n指的 是第 2n個伯努利數。
當p為奇數時,一般用黎曼函數表示ζ(p)。但對於任意值p,有
那麼上述由p級數組成的數列,求和就變得撲簌迷離了。
不管他,我們先看一下自然數倒數之間的級數關係。
自然數倒數之間的級數關係表達式
對於任意兩個相鄰的自然數倒數
更一般地,對於任意兩個自然數x與x+a。它們之間倒數存在如下關係:
有了上述關係,無疑給p級數求和提供了一個縱向參考,接下來我們研究一下p級數數列求和。
P級數數列求和
由P級數構成的數列如下
那麼P級數數列求和如下
當P、n的值足夠大,接近於無窮大時。根據自然數倒數之間的級數關係,可以得到以下近似關係式。
從以上推理不難看出,看似複雜的由P級數組成的數列求和,最後化繁為簡。其近似結果趨向於p+a1,其中調和級數a1=ln(n+1)+γ
到這裡推理就結束了,謝謝觀看。有啥想法,歡迎評論區留言。覺得推理精彩,歡迎隨手轉發。有啥問題,也歡迎評論區提問。
再次感謝大家,祝你們幸福快樂每一天!