正文(21/36)

數學少女 1

看來她的心情非常糟。

8.5無限大的過分評價

由於今天是圖書室整理內部的日子,所以不能使用圖書室,我和蒂蒂就在別館的大廳『學倉』角落找了個位置進行計算。

「不好意思。」

蒂蒂慎重地行禮後在我的身旁坐下,她稍微遲到了一下子,從她的身上飄來特有的香味,而耳邊傳來的是練習中的長笛二重奏。

我靜靜地開始寫下昨天問題解答的算式。

※※問題8-1

令實數集合為R,正整數集合為N,則下列式子是否成立。

M∈Rヨn∈NM<Σ

蒂蒂在旁邊看著。

H<8>=Σ

=(1/1)+(1/2)+(1/3)+(1/4)+(1/5)+(1/6)+(1/7)+(1/8)

=(1/1)+((1/2))+((1/3)+(1/4))+((1/5)+(1/6)+(1/7)+(1/8))——分為1個,2個,4個一組

≥(1/1)+((1/2))+((1/4)+(1/4))+((1/8)+(1/8)+(1/8)+(1/8))

=(1/1)+((1/2)×1)+((1/4)×2)+((1/8)×4)

=(1/1)+(1/2)+(1/2)+(1/2)

=1+3/2

「在這裡稍微休息,雖然中間變成了不等式,你應該能理解吧?為了方便廣義化,這裡就不計算到最後,而只到1+3/2為止。雖然現在只看H<8>,不過H<1>,H<2>,H<4>,H<8>,H<16>,……都是用一樣的方法,最後會變成這樣。」

H<1>≥1+0/2

H<2>≥1+1/2

※※問題8-2

※※黎曼函數、調和極數、調和數

「咦?……啊,真的,最後的計算結果應該是1,結論是下面會成立。」

「咦?」

H<8>≥1+3/2

※※解答8-1

M∈Rヨn∈NM<Σ>

「不過這是不等式吧,不是等式的話,不就不能求H<2>的值嗎?」

之後就是計算。

「ζ(s)被以無窮級數的型式定義,這裡的s=1就是調和級數,用的是HarmonicSeries第一個字母H,寫做H<∞>。」

令實數集合為R,正整數集合為N,且k∈Na>0,下式並非必然成立。

我在呆然的狀態下向她說明我寫給蒂蒂的式子,是以m為0以上的整數,利用H<2>≥1+m/2成立的證明。

「那麼這個問題如何?在離散的世界中試著找出『指數函數的反函數』……也就是對數函數。」

「學長,真不可思議,用1+m/2這個會變大的數,就可以將H<2>推上去,而為了要推擠則用上了不等式,到這裡還好……明明越變越小的數1/k,相加成Σ竟然可以一直變大下去,真的很不可思議。」蒂蒂不斷地點頭。

「好的,我懂了,無論對多大的M,只要m夠大的話就能像……

「當然也會有算錯的時候,雖然對剛才的證明沒什麼影響……」

這樣就能用等比數列的求和公式了。

蒂蒂一直盯著我的筆記本,認真地思考。

<1/(1-1/2)-1

※※問題8-3

ζ(1)=∞

H<4>≥1+2/2

除去分子-1/2的這一項,就可以做出不等式。

「也……(內容加載失敗!請重載或更換瀏覽器)

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