De harmonische reeks

H = 1 + 1/2 + 1/3 + 1/4 + ... = ∞
divergeert, maar langzamer dan elke andere divergente reeks

De harmonische reeks is de som van alle eenheidsbreuken. Elke term 1/n gaat naar nul, wat doet vermoeden dat de som zou kunnen convergeren, maar dat gebeurt niet. Het bewijs gebruikt groepering: 1/3+1/4 > 1/2, daarna 1/5+1/6+1/7+1/8 > 1/2, en elke zo’n groep draagt minstens 1/2 bij. Daardoor overschrijdt de som elke grens. Toch divergeert ze buitengewoon langzaam: om een partiële som van 100 te bereiken zijn er meer termen nodig dan er atomen zijn in het waarneembare heelal.

Oresme’s bewijs: groepering toont divergentie
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) groeit als ln(n) plus γ
02.54.997.49H(n) = 1+1/2+...+1/nln(n)13346671kn

H(n) en ln(n) groeien samen en verschillen steeds ongeveer met γ ≈ 0,5772. Beide divergeren: om H(n) = 100 te bereiken zijn ongeveer 10^43 termen nodig.

Hoe absurd langzaam: mijlpalen voordat H(n) ronde getallen overschrijdt
49.79599.592.935.197.4914.3921.335.1299.591010^210^310^610^910^15~10^43

Voor H(n)=100 zijn ongeveer 10^43 termen nodig. Dat zijn meer dan atomen in het waarneembare heelal.

Verwante onderwerpen
Gamma Meissel-Mertens Riemann-zèta
Kernfeiten over de harmonische reeks

De harmonische reeks 1 + 1/2 + 1/3 + ... divergeert; Nicole Oresme bewees dat rond 1350. Hoewel elke term naar nul gaat, groeit de som voorbij elke grens. De partiële sommen groeien als ln(n) + gamma, waarbij gamma ≈ 0,5772 de Euler-Mascheroni-constante is. Na een miljoen termen is de som nog maar ongeveer 14. Om 100 te bereiken zijn meer dan 10^43 termen nodig. De alternerende reeks 1 - 1/2 + 1/3 - ... convergeert daarentegen naar ln 2.

Gebruikt in
Wiskunde
Natuurkunde
Techniek
🧬Biologie
💻Informatica
📊Statistiek
📈Financiën
🎨Kunst
🏛Architectuur
Muziek
🔐Cryptografie
🌌Astronomie
Scheikunde
🦉Filosofie
🗺Geografie
🌿Ecologie
Want to test your knowledge?
Question
Wat is de alternerende harmonische reeks?
tap · space
1 / 10