……」
「这个是无穷级数,也可以说只是级数。」
Σ<k=1到∞,1/k>
「这是部分和。」
lim<n→∞,Σ<k=1到n,1/k>>
「如何,了解差别了吗?」
「嗯,∞和n是不一样的……不过,因为n是变量,所以和∞不是一样的吗?」
「不对,完全不一样,确实n代表变量,不过是表示有限的数,而∞不是数,所以不能用n代入,就是因为n是有限的数,所以Σ<k=到n,>上才会是有限个项相加,也就是一定能得到计算结果,但是像这样Σ<k=到∞,>无限个项相加,就不一定会得到计算结果。如果是刚刚有稍微提过的『无止境地变大』或『有时变大有时变小』的状况,目标地点就会不固定,而不固定的值就不能以数看待,另外,若目标地点不固定,则称这个极限发散。当讨论无限个项时,这是一个要非常注意的地方。」
「好的……我已经知道要注意无限了,也知道了发散……所以跟无限有关的话,就算解出算式也不一定是固定的值啊……」
「再来是标记上要注意的地方。下面两个式子都会用到这个删节号『……』,标记无穷级数用是还是呢?」
++…………+
++……
「表示无穷级数的……应该是吧。」
「没错,的++……+的『……』并不是表示无穷级数,只是因为写不下所以不写,在这里的项是有限的,而值是固定的并不恐怖,但是的++……的『……』表现的就是无穷级数,这里面藏着lim,如同在说『或许值会不固定』,有限的『……』和无穷级数的『……』意思完全不一样,所以需要特别注意。」
「看起来一样的『……』,有着不一样的意思呢。」
8.2.2从理所当然的地方开始
「喔,又谈到无限的话题了,在开始计算无穷级数前必须先习惯无限个项的和才行。为了要习惯Σ。就先将n为1,2,3,4,5的式子具体地列出来。」
Σ<k=1到1,1/k>=1/1
Σ<k=1到2,1/k>=+
Σ<k=1到3,1/k>=++
Σ<k=1到4,1/k>=+++
Σ<k=1到5,1/k>=++++
「那现在开始计算部分和吧,首先要注意Σ<k=1到n,1/k>的值是『由n决定』的。所以即使写做H<n>也是可以的,这是H<n>的定义式。」
H<n>=Σ<k=1到n,1/k>
「不、不好意思请稍等一下,『由n决定』这边我不太懂。」
「嗯,像这样会将自己不懂的地方提出来正是蒂蒂的优点,不管是5或是1000,只要n的值是具体固定的,Σ<k=1到n,1/k>这个式子的值就是固定的,这就是『由n决定』的意思,所以可以写出以n为标记的H<n>。这样的话,H<5>就和H<1000>一样,只是命名上的问题。」
「为什么用H呢?」
「因为卡片上写作H<∞>,所以部分和就用H<n>。」
「啊,原来如此,话说回来……写为H<n>,虽然n留下来了,但是k为什么却消失了?」
「因为Σ<k=1到n,1/k>中的k是只在Σ中使用的变量,不会用在其它的地方,像k这种变量称为约束变数,意思就是在Σ中被约束的变量,也不一定非使用k不可,可以填入自己喜欢的文字,像i,j,k,l,m,n这些都常常使用。啊,不过由于i是表示<根号>的虚数单位,所以会造成混乱的时候就不要用,另外平常会用n当约束变量,但是这里不行,因为n已经有其它的意思了,把Σ<k=1到n,1/k>写成Σ<k=1到n,1/n>的话,意思就会变得很奇怪。」
「好的,我知道了。不好意思打断学长的说明。」
「不,没关系。不知道的地方还是问清楚比较容易进行下去。」
我们相视而笑。
8.2.3命题
「那来列举与H<n>=Σ<k=1到n,1/k>有关的部分,因为『举例是理解的试金石』,下面的叙述正确吗?」
n=1的话,H<n>=1。
「是正确的。因为H<1>=1,这是当然的……啊,原来如此,『从理所当然的地方开始』,对吧?」
「没错,你记住了,那下面的叙述成立吗?」
对所有的正整数n,H<n>>0。
「会成立。