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关于调和级数的证明

考虑 ln(1+x) 的麦克劳林展开式 xx22+x33x44+x55

x=1v 可得 ln(1+1v)=1v12v2+13v314v4+

1v=ln(1+1v)+12v213v3+14v4

v=1,2,3,,n,并将得到的式子加起来可得:

左边 =1+12+13++1n

右边 =ln(21)+ln(32)++ln(n+1n)+
12(1+122+132++1n2)13(1+123+133++1n3)+

根据对数的性质有 ln(21)+ln(32)++ln(n+1n)=ln(21×32××n+1n)=ln(n+1)

C=12(1+122+132++1n2)13(1+123+133++1n3)+

=1+12+13++1n=ln(n+1)+C

现在我们的任务就是求出 C 的大致范围。

P(t)=1t(1+12t+13t++1nt)

C=P(2)P(3)+P(4)P(5)+

显然 P(i)<P(i+1)

一方面 C=(P(2)P(3))+(P(4)P(5))+>0

另一方面 C=P(2)(P(3)P(4))(P(5)P(6))+<P(2)

P(2)=12(1+122+132++1n2)<12(1+1+11×2+12×3++1n×(n+1)=112n(n+1)<1

0<C<1

证毕

posted @   tzc_wk  阅读(508)  评论(1编辑  收藏  举报
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