论级数

Posted 2020-09-08

级数1

1/3=0.3333333333........
2/3=0.6666666666........

根据1式，可得：

(1/3)x3=3x0.3333333333........=0.9999999999........

而，(1/3)x3=1

所以：1=0.9999999999........

级数2

芝诺悖论：内容是说，阿克琉斯与乌龟赛跑，但阿克琉斯永远也追不上乌龟的故事.

假设，乌龟在阿克琉斯前面100m处，乌龟的行进速度是0.1m/s，阿克琉斯的行进速度是10m/s，以这样的前提，开始赛跑，按照芝诺的说法，阿克琉斯永远也追不上乌龟，因为：每次，阿克琉斯都必须行进到他与乌龟之间距离的中点，这个时间段内，乌龟也行进了一段距离，接下来，阿克琉斯又开始超越乌龟，又会行进到他与乌龟距离之间的中点，这时候，乌龟又行进了一段距离，不管时间多短，距离多小，但，阿克琉斯是永远也追不上乌龟的.

我们来简单的了解下他的证明过程：

一般地，设：乌龟先行进a，乌龟的速度为v1，阿克琉斯的速度为v2.

对于阿克琉斯而言：

到达第1个终点，需要时间：a/v2

到达第2个终点，需要时间：v1xa/v2/v2

到达第3个终点，需要时间：v1xv1xa/v2/v2/v2

到达第n个终点，需要时间：v1^(n-1)xa/v2^n

通项：an=v1^(n-1)xa/v2^n

由an可得Sn：Sn=ax(1-(v1/v2)^2)/v2-v1

对于limSn，当n->无穷时，limSn=a/v2-v1

即，Sn收敛于a/v2-v1

换言之，时间的累积永远不会超过这个数：a/v2-v1

所以，阿克琉斯也就永远追不上乌龟了.

然而，现实生活，阿克琉斯是可以追上乌龟并超越乌龟的.

个人以为，这是1维与3维之间的错觉.

级数3

例如，考虑以下这个无穷级数：

1-1/2+1/3-1/4+1/5-...........

我们怎么求这个无穷级数的和呢？

我们或许会这样计算：

1-1/2+1/3-1/4+1/5-...........=(1-1/2)+(1/3-1/4)+(1/5-1/6)+....=1/2+1/3x4+1/5x6...

计算这个结果是比较困难的，但，显然，我们可以看出，他的和是比1/2大的数.

可是，如果一个人，稍微偷点懒，这样计算：

1-1/2+1/3-1/4+1/5-...=(1+1/3+1/5+1/7+...)-(1/2+1/4+1/6+1/8+...)=(1+1/3+1/5+1/7+...)-(1/2+1/4+1/6+1/8+...)+(1/2+1/4+1/6+1/8+...)-(1/2+1/4+1/6+1/8+...)=(1+1/3+1/5+1/7+...)+(1/2+1/4+1/6+1/8+...)-2x(1/2+1/4+1/6+1/8+...)=(1+1/2+1/3+...)-(1+1/2+1/3+...)=0

但是，正确答案到底是0还是比1/2大的数呢？想来想去，似乎两者都正确.

又例如，1-1+1-1+1-1+...

为了计算这个级数，有3个人采用了3种不同的方法计算，结果，得出3种不同的答案.

a.从第1个数起，相邻俩个数结合，答案0

1-1+1-1+1-1+...=(1-1)+(1-1)+(1-1)+...=0+0+0+...=0

b.从第2个数起，相邻俩个数结合，答案1

1-1+1-1+1-1+...=1+(-1+1)+(-1+1)+...=1+0+0+...=1

c.代数法计算，设x，答案1/2

设，x=1-1+1-1+1-1+...

1-1+1-1+1-1+...=1-(1-1+1-1+1-...)=1-x=x

即，x=1-x，则，x=1/2

附：

上帝的杰作

作者：key

自然，上帝最完美的杰作
对称，宇宙最稳定的结构
圆球，宇宙最稳定的图样
时常在梦中
敬畏她的美

或许，可发现新的美
当然，应欣赏旧的美
何必去问上帝为何如此创造自然美？

君不见
无极套无极
自然之理也

致所有科学工作者.