数列求和 1+1/2+1/3+1/4+1/5+……1/n=? 急~

作者&投稿:童亭 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
数列求和:Sn=1/2^2-1+1/3^2-1+1/4^2-1+.....+1/n^2-1 麻烦各位帮忙解一下...急用~

Sn=1/2^2 - 1 + 1/3^2 - 1 + 1/4^2 - 1 +..... + 1/n^2 - 1
=1/(2 - 1)(2 + 1) + 1/(3 - 1)(3 + 1) + ...... + 1/(n - 1)(n + 1)
=1/(1 * 3) + 1/(2 * 4) + ...... + 1/(n - 1)(n + 1)
=1/2[1/1 - 1/3 + 1/2 - 1/4 + ...... + 1/(n - 1)(n + 1)]
=1/2[1 + 1/2 - 1/n - 1/(n + 1)]
=3/4 - 1/(2n) - 1/(2n + 2)

Sn=1+1/2+1/3+1/4+1/5+1/6+1/7+1/8+1/9+……
>1+1/2+(1/4+1/4)+(1/8+1/8+1/8+1/8)+……
=1+1/2+1/2+1/2+……
当然是发散级数.

利用“欧拉公式:1+1/2+1/3+……+1/n=ln(n)+C,C为欧拉常数数值是0.5772……

则1+1/2+1/3+1/4+...+1/2007+1/2008=ln(2008)+C=8.1821(约) 

就不出具体数字的,如果n=100 那还可以求的 。然而这个n趋近于无穷 ,所以算不出的。

它是实数,所以它不是有理数就是无理数,而上两层的人说“谈不上到底是无理数还是有理数”的说法显然是错误的。而根据种种依据可判断它是无理数。

具体证明过程如下:

首先我们可以知道实数包括有理数和无理数,而有理数又包括有限小数和无限循环小数,有理数都可以划成两个有限互质整数相除的形式(整数除外)。而1+1/2+1/3+1/4+1/5+...+1/n (n为无限大)通分以后的分子和分母都是无穷大,不是有限整数,且不能约分,所以它不属于有理数,因此它是无理数。

而1+1/2+1/3+1/4+1/5+...+1/n (n为无限大)不存在循环节,不可能根据等比数列知识划成两个互质整数相除的形式。所以它终究是无理数。

这是有名的调和级数,是高数中的东西。这题目用n!

当n->∞,1+1/2+1/3+1/4+1/5+...+1/n->∞,是个发散级数 

当n很大时,有个近似公式:1+1/2+1/3+1/4+1/5+...+1/n=γ+ln(n) 

γ是欧拉常数,γ=0.57721566490153286060651209...

ln(n)是n的自然对数(即以e为底的对数,e=2.71828...) 

由于ln(1+1/n)ln(1+1)+ln(1+1/2)+ln(1+1/3)+…+ln(1+1/n)

=ln2+ln(3/2)+ln(4/3)+…+ln[(n+1)/n]

=ln[2*3/2*4/3*…*(n+1)/n]=ln(n+1)

由于

lim Sn(n→∞)≥lim ln(n+1)(n→∞)=+∞

所以Sn的极限不存在,调和级数发散。

但极限S=lim[1+1/2+1/3+…+1/n-ln(n)](n→∞)却存在,因为

Sn=1+1/2+1/3+…+1/n-ln(n)>ln(1+1)+ln(1+1/2)+ln(1+1/3)+…+ln(1+1/n)-ln(n)

=ln(n+1)-ln(n)=ln(1+1/n)

由于

lim Sn(n→∞)≥lim ln(1+1/n)(n→∞)=0

因此Sn有下界

Sn-S(n+1)=1+1/2+1/3+…+1/n-ln(n)-[1+1/2+1/3+…+1/(n+1)-ln(n+1)]

=ln(n+1)-ln(n)-1/(n+1)=ln(1+1/n)-1/(n+1)>ln(1+1/n)-1/n>0

所以Sn单调递减。由单调有界数列极限定理,可知Sn必有极限,因此

S=lim[1+1/2+1/3+…+1/n-ln(n)](n→∞)存在。

扩展资料:

数列求和方法

1、倒序相加法

这是推导等差数列的前n项和公式时所用的方法,就是将一个数列倒过来排列(反序),再把它与原数列相加,就可以得到n个(a1+an)。

2、分组法

有一类数列,既不是等差数列,也不是等比数列,若将这类数列适当拆开,可分为几个等差、等比或常见的数列,然后分别求和,再将其合并即可。

3、裂项相消法

适用于分式形式的通项公式,把一项拆成两个或多个的差的形式,即an=f(n+1)-f(n),然后累加时抵消中间的许多项。



当n很大时,有:1+1/2+1/3+1/4+1/5+1/6+...1/n = 0.57721566490153286060651209 + ln(n)//C++里面用log(n),pascal里面用ln(n)
0.57721566490153286060651209叫做欧拉常数

to GXQ:
假设;s(n)=1+1/2+1/3+1/4+..1/n

当 n很大时 sqrt(n+1)
= sqrt(n*(1+1/n))
= sqrt(n)*sqrt(1+1/2n)
≈ sqrt(n)*(1+ 1/(2n))
= sqrt(n)+ 1/(2*sqrt(n))
设 s(n)=sqrt(n),
因为:1/(n+1)<1/(2*sqrt(n))
所以:
s(n+1)=s(n)+1/(n+1)< s(n)+1/(2*sqrt(n))
即求得s(n)的上限

1+1/2+1/3+…+1/n是没有好的计算公式的,所有计算公式都是计算近似值的,且精确度不高。
自然数的倒数组成的数列,称为调和数列.人们已经研究它几百年了.但是迄今为止没有能得到它的求和公式只是得到它的近似公式(当n很大时):

1+1/2+1/3+......+1/n≈lnn+C(C=0.57722......一个无理数,称作欧拉初始,专为调和级数所用)

人们倾向于认为它没有一个简洁的求和公式.
但是,不是因为它是发散的,才没有求和公式.相反的,例如等差数列是发散的,公比的绝对值大于1的等比数列也是发散的,它们都有求和公式.

我不太清楚,但我尽量帮你提供资料
(一)分解法
问题二:求正整数N和M之间具有最多真因子的数.本题中的真因子是这
样定义的:如果R数1,我们认为1是1的真因子.
参数范围:1≤N时限:10s.
我们很容易得到下列两个方法:
顺序查找法.....:依次统计规定范围内的各整数的真因子个数,记录
最优解.
由于,分解质因数的算法时间复杂度为平方根级的,因此这个算法的时间
复杂度为O((m-n)*m0.5).
标号法...:枚举不同的因数,标记它们的倍数.
如果不仔细分析,会认为两种方法的算法时间复杂度一样,实际上后者的
时间复杂度是0((m-n)*(1+1/2+1/3…+1/[m0.5])),还不到O((m-n)*[log2m0.5])
{[x]表示[x,x+1)间的整数}.证明如下:
先用数学归纳法证明1+1/2+1/3+1/4+1/5+…+1/(2n-1)≤n.
当n=1时,左边=1,右边=n=1;1≤1,不等式成立.
假设当n=k时,不等式成立,则有
1+1/2+1/3+1/4+1/5+…+1/2k-1≤k
现证明n=k+1时,不等式依然成立,
∵ 1/2k+1/(2k+1)+1/(2k+2)+…+1/(2k+1-1)<1/2k+1/2k+…+1/2k
=(2k+1-1-2k+1)/2k
=1
∴ 1+1/2+1/3+…+1/2k-1+1/2k+1/(2k+1)+…+1/(2k+1-1)≤k+1
即 1+1/2+1/3+1/4+1/5+…+1/2k+1-1≤k+1
故命题成立.
所以,1+1/2+1/3+1/4+1/5+…+1/n≤[log2n]
方法二之所以在时间复杂度上大有降低,是因为它采用了"空间换时间"
规模化问题的解题策略 长沙市一中●谢婧
的模式,由于在标号的全过程中必须保存当前各整数的真因子个数,因此空间
复杂度是0(m-n),从参数范围可知,实际情况下无法满足这一需求.它仅仅停
留在理论基础上,无法用程序实现.方法一虽然空间耗费小,具有可行性,但
时间耗费却难以满足要求.于是我们得到:
分段统计法.....:将给定区间分成不重复且不遗漏的若干个子区间,
然后按方法二统计.
由于方法一每次处理单一元素,因此时间耗费高,方法二将所有元素统一
处理,因此空间需求大,而方法三则综合前两种方法的优点,在充分利用空间
的情况下,得到较高的时间效率.
方法三实质就是分解法的应用,由此我们将"分解法"定义如下:
以一定的算法为原型,将大规模的问题分解成若干个不遗漏且尽量不重复
的相对独立的子问题,使得所有子问题解集的全集就是原问题的解集.
分解法的原理和适用范围:
解决某些纵向扩展问题的时候,常常会出现理论需求与实际承受能力之间
的"矛盾",它主要体现在时空需求互相制约的关系上.如本题中的时空关系可
以用下图所示的曲线(双曲线的某一支的一部分)来表示,其中曲线的两个端
点分别代表方法一与方法二的时空需求.这时若把问题分解成若干规模较小的
子问题,套用原有的算法解决,就能有效地中和时空需求的矛盾.通常,我们
以实际空间承受能力作为划分子问题的规模标准,这样才能令时间效率得到最
大提高.下图中,虚线位置表示实际空间承受能力的上限,它与曲线的交点就
是时空需求分配的最优方案.

令 S(n) = 1+1/2+1/3+1/4+1/5+1/6+...1/n,
则 S(∞) = 1 + (1/2+1/3) + (1/4+1/5+1/6+1/7) + ...
< 1 + (1/2+1/2) + (1/4+1/4+1/4+1/4) + ...
且 S(∞) = 1 + 1/2 +(1/3+1/4) + (1/5+1/6+1/7+1/8) + ...
> 1 + 1/2 +(1/4+1/4) + (1/8+1/8+1/8+1/8) + ...
可推证:1 + k/2 < S(n) < 1 + k,其中 k = log(ln)/log(2),n>2

从上式,可看出S(n)不收敛。

我不知道楼主是如何得到 sqrt(n) 上限的,
但可以肯定上式在更接近S(n)上限(当n>40时)。

看到这个问题,首先想到是叫“欧拉常数”的东西,但在网上遍寻不到,
而后决定用不等式,但如果对整体处理,误差非常大,
所以,我决定分段处理,不想居然成功了!

当n很大时,有:1+1/2+1/3+1/4+1/5+1/6+...1/n=0.57721566490153286060651209+ln(n)//C++里面用log(n),pascal里面用ln(n)
0.57721566490153286060651209叫做欧拉常数
toGXQ:
假设;s(n)=1+1/2+1/3+1/4+..1/n
当n很大时sqrt(n+1)
=sqrt(n*(1+1/n))
=sqrt(n)*sqrt(1+1/2n)
≈sqrt(n)*(1+1/(2n))
=sqrt(n)+1/(2*sqrt(n))
设s(n)=sqrt(n),
因为:1/(n+1)<1/(2*sqrt(n))
所以:
s(n+1)=s(n)+1/(n+1)<s(n)+1/(2*sqrt(n))
即求得s(n)的上限
1+1/2+1/3+…+1/n是没有好的计算公式的,所有计算公式都是计算近似值的,且精确度不高。
自然数的倒数组成的数列,称为调和数列.人们已经研究它几百年了.但是迄今为止没有能得到它的求和公式只是得到它的近似公式(当n很大时):
1+1/2+1/3+......+1/n≈lnn+C(C=0.57722......一个无理数,称作欧拉初始,专为调和级数所用)
人们倾向于认为它没有一个简洁的求和公式.
但是,不是因为它是发散的,才没有求和公式.相反的,例如等差数列是发散的,公比的绝对值大于1的等比数列也是发散的,它们都有求和公式.


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