Přejít na hlavní obsah

Harmonická řada

H = 1 + 1/2 + 1/3 + 1/4 + ... = infinity
diverguje, ale pomaleji než jakákoli jiná divergentní řada

Harmonická řada je součet všech jednotkových zlomků. Každý člen 1/n směřuje k nule, co by mohlo napovídat, že součet konverguje, ale tak není. Důkaz používá seskupování: 1/3+1/4 > 1/2, pak 1/5+1/6+1/7+1/8 > 1/2, a každá taková skupina přidá alespoň 1/2, takže celkový součet překročí jakoukoli hranici. Přesto diverguje s výjimečnou pomalostí: k dosažení částečného součtu 100 vyžaduje více členů než atomů v pozorovatelném vesmíru.

Oresme's proof: grouping shows divergence
1 + 1/2 + (1/3+1/4) + (1/5+…+1/8) + …
Each group ≥ 1/2: 1/3+1/4 > 2×1/4 = 1/2 and 1/5+…+1/8 > 4×1/8 = 1/2
We can always add another group ≥ 1/2, so the total grows without bound. QED (Oresme ~1360)
H(n) grows like ln(n) plus γ
02.54.997.49H(n) = 1+1/2+...+1/nln(n)13346671kn

H(n) and ln(n) grow together, always differing by approximately γ ≈ 0.5772. Both diverge: to reach H(n) = 100 requires about 10^43 terms.

How absurdly slow: milestones for H(n) exceeding round numbers
49.79599.592.935.197.4914.3921.335.1299.591010^210^310^610^910^15~10^43

~10^43 terms are needed to reach H(n)=100. More than atoms in the observable universe.

Související témata
Gamma Meissel Mertens Riemannova zéta
Klíčová fakta o harmonické řadě

Harmonická řada 1 + 1/2 + 1/3 + ... diverguje, což dokázal Nicole Oresme kolem roku 1350. Přestože každý člen směřuje k nule, součet překročí jakoukoli hranici. Částečné součty rostou jako ln(n) + gamma kde gamma ≈ 0.5772 je Eulerova-Mascheroniho konstanta. Po milionu členů je součet pouze asi 14. K dosažení 100 vyžaduje více než 10^43 členů. Alternující řada 1 - 1/2 + 1/3 - ... konverguje k ln 2.

Used in
Mathematics
Physics
Engineering
🧬Biology
💻Computer Sci
📊Statistics
📈Finance
🎨Art
🏛Architecture
Music
🔐Cryptography
🌌Astronomy
Chemistry
🦉Philosophy
🗺Geography
🌿Ecology
Want to test your knowledge?
Question
Jaké je spojení mezi harmonickou řadou a gammou?
tap · space
1 / 10
Připraveni hrát?
π

Pi

Memorize pi, e, and 38 mathematical constants using the numpad path method

Hrát nyní - zdarma

Bez registrace. Funguje na jakémkoli zařízení.

MemPi
Hrajte na příštím letu · funguje offline
Přidat PlayMemorize na plochu
V Safari klepněte na Sdílet , pak vyberte „Přidat na plochu“.