调和数列
调和级数是各项倒数为等差数列的级数,各项倒数所成的数列(不改变次序)为等差数列。从第2项起,它的每一项是前后相邻两项的调和平均,故名调和级数。
基本信息
- 中文名
调和数列
- 外文名
harmonic series
- 应用学科
数学
简介
调和级数是各项倒数为等差数列的级数,通常指项级数
各项倒数所成的数列(不改变次序)为等差数列。从第2项起,它的每一项是前后相邻两项的调和平均,故名调和级数。
推而广之,具有这种性质的每一个级数,即形如
的级数也称为调和级数,其中 a,b 是常数. 调和级数是发散的,但其部分和
增长极慢。
欧拉 (Euler,L.) 计算过
与
是等价无穷大,更准确地,有
,其中 C=0.557 215... 是欧拉常数,
。这是欧拉于1740 年发现的,更一般地,级数
称为广义调和级数,亦简称调和级数,它的通俗名称是 p 级数,当 p>1 时收敛,p<=1 时发散。1
定义
定义1:正整数的倒数组成的数列,称为调和数列。
定义2:若数列
满足
(n∈N*,d为常数),则称数列
调和数列。
性质
调和数列的前n项和不是整数
对任意正整数n∈N,有
不是整数。
证明:若不然,则令
(k∈Z)。考察正整数
,使得
,由整数的唯一分解性,对任意整数
有
,其中
(事实上当且仅当
时等号取得,若不然则有
,矛盾!)。令
为1—n最小公倍数,则有
为偶数(因为B中显然有因子2),但
为奇数(因为B中最多只有
个因子2),
为偶数(因为
)。故有
为奇数但
为偶数,矛盾!所以假设不成立,
非整。