黎曼重排定理

假设级数,则它的项重新排列后,可收敛到任意值,甚至发散。

上述定理就是神奇的 黎曼重排定理 (Riemann rearrangement theorem),其证明这里就不讨论了,下面通过例子来理解下该定理。通过之前的学习可知,交错调和级数是条件收敛的,这里假设其收敛于,即:

下面对其进行一下重排,就可以得到完全不同的和:

我们再来看看如何重排交错调和级数,使得重排后的和为。先在交错调和级数中选出前面三个正项构造新级数,其部分和为:

点如下图所示,其中点绘制为红色,这是强调点已经超过了。

点已经超过

接着在交错调和级数选出第一个负项加入新级数得到,这样就会小于,也就是下图中的第一个蓝点。再接着累加正项直到第二个超过的红点出现。如此反复,最终通过重排使得新级数收敛于

通过重排使得新级数收敛于

不光是交错调和级数,实际上的级数总是包含无数个正项以及无数个负项,通过在正项、负项中挑选、重排,最终可以使得的级数趋于任意值,甚至发散。

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