------《莱布尼兹(交错级数)定理》证法一---------
【笔者按】 莱布尼兹(交错级数)定理》是用筛法研究哥德巴赫问题的必用工具,我国数论先驱华、潘、王、陈,...等在命题{a,b}领域所取得的领先成果皆源于此定理及其推论。鉴于某些低端数论民科出于无知无‘畏’,公然谩骂之为“造假”,令人气愤。特以此贴警告之!
1.交错级数
如果级数各项的符号一正一负交错地出现,这级数就称为交错级数。这种级数常常写作如下形式:
ɑ1-ɑ2+ɑ3-ɑ4+…+(-1)^(n-1)ɑn+…,(ɑn>0) (1)
在一定条件下有判别法(常称为莱布尼兹法),可以判断其收敛**错级数的判别法 如果
1) ɑn≥ɑn+1(n=1,2,…) ,2) lim ɑn=0 (n→∞)
那么交错级数1)是收敛的;而且,用它前n项的部分和Sn作为级数和的近似值时误差不超过 ɑn+1。
证 我们来看(1)的部分和Sn。先看偶数项的和S2n:
S2n=(ɑ1-ɑ2)+(ɑ3-ɑ4)+…+(ɑ2n+1-ɑ2n)
由于条件1),括号中都是正数(或至少是0),因此随着n增大时,S2n不降。另一方面,
S2n=ɑ1-(ɑ2-ɑ3)-(ɑ4-ɑ5)-…-(ɑ2n-2-ɑ2n-1-1)-ɑ2n
各括号中都是非负数数,ɑ2n也>0,因此S2n≤ɑ1.这就是说,{S2n}有上界。可见,limS2n(n→∞)是存在的,设
lim S2n=S(n→+∞)=S
再来看奇数项的和S2n+1,这时,S2n+1=S2n+ɑ2n+1。又由2),所以
limS2n+1=lim(S2n+ɑ2n+1)(n→+∞)
=limS2n =lim(S2n+1+ɑ2n+1)=S+0=0(n→+∞)
这样,不论S2n或S2n+1,当n→+∞时都已S为极限,也就是说,limS2n=S 。因此级数1)收敛。
注意,由于0≤S2n≤ɑ1 ,而S2n→S,故0≤S2n≤ɑ1。即(1)的和是不超过其首项 的正数。
现在来估计用Sn 代替S时产生的误差。因为
S=ɑ1-ɑ2+ɑ3-ɑ4+…+(-1)^(n-1)ɑn+…+…+(-1))^n ɑn+1+…
=Sn+(-1)^n ɑn+1+...
故 S-Sn=(-1)^n (ɑn+1-ɑn+2+ɑn+3-...)
│S-Sn│=│ɑn+1-ɑn+2+ɑn+3-...│
右边绝对值记号中又是一个交错级数,他仍符合本判断法中的条件,因此它的和不超过其首项ɑn+1 的正数,这就是说:
│S-Sn│≤ɑn+1
法则得证。
(自『数学分析(下)』武大数学系 1978 18页)
温馨提示这个定理是用解析数论大筛法研究命题A与命题{a,b}的切入点。随后我们要用到。有兴趣的网友可到新浪网老石的博客下载相关博文。
【笔者按】 莱布尼兹(交错级数)定理》是用筛法研究哥德巴赫问题的必用工具,我国数论先驱华、潘、王、陈,...等在命题{a,b}领域所取得的领先成果皆源于此定理及其推论。鉴于某些低端数论民科出于无知无‘畏’,公然谩骂之为“造假”,令人气愤。特以此贴警告之!
1.交错级数
如果级数各项的符号一正一负交错地出现,这级数就称为交错级数。这种级数常常写作如下形式:
ɑ1-ɑ2+ɑ3-ɑ4+…+(-1)^(n-1)ɑn+…,(ɑn>0) (1)
在一定条件下有判别法(常称为莱布尼兹法),可以判断其收敛**错级数的判别法 如果
1) ɑn≥ɑn+1(n=1,2,…) ,2) lim ɑn=0 (n→∞)
那么交错级数1)是收敛的;而且,用它前n项的部分和Sn作为级数和的近似值时误差不超过 ɑn+1。
证 我们来看(1)的部分和Sn。先看偶数项的和S2n:
S2n=(ɑ1-ɑ2)+(ɑ3-ɑ4)+…+(ɑ2n+1-ɑ2n)
由于条件1),括号中都是正数(或至少是0),因此随着n增大时,S2n不降。另一方面,
S2n=ɑ1-(ɑ2-ɑ3)-(ɑ4-ɑ5)-…-(ɑ2n-2-ɑ2n-1-1)-ɑ2n
各括号中都是非负数数,ɑ2n也>0,因此S2n≤ɑ1.这就是说,{S2n}有上界。可见,limS2n(n→∞)是存在的,设
lim S2n=S(n→+∞)=S
再来看奇数项的和S2n+1,这时,S2n+1=S2n+ɑ2n+1。又由2),所以
limS2n+1=lim(S2n+ɑ2n+1)(n→+∞)
=limS2n =lim(S2n+1+ɑ2n+1)=S+0=0(n→+∞)
这样,不论S2n或S2n+1,当n→+∞时都已S为极限,也就是说,limS2n=S 。因此级数1)收敛。
注意,由于0≤S2n≤ɑ1 ,而S2n→S,故0≤S2n≤ɑ1。即(1)的和是不超过其首项 的正数。
现在来估计用Sn 代替S时产生的误差。因为
S=ɑ1-ɑ2+ɑ3-ɑ4+…+(-1)^(n-1)ɑn+…+…+(-1))^n ɑn+1+…
=Sn+(-1)^n ɑn+1+...
故 S-Sn=(-1)^n (ɑn+1-ɑn+2+ɑn+3-...)
│S-Sn│=│ɑn+1-ɑn+2+ɑn+3-...│
右边绝对值记号中又是一个交错级数,他仍符合本判断法中的条件,因此它的和不超过其首项ɑn+1 的正数,这就是说:
│S-Sn│≤ɑn+1
法则得证。
(自『数学分析(下)』武大数学系 1978 18页)
温馨提示这个定理是用解析数论大筛法研究命题A与命题{a,b}的切入点。随后我们要用到。有兴趣的网友可到新浪网老石的博客下载相关博文。









