Siri Harmonik

H = 1 + 1/2 + 1/3 + 1/4 + ... = tak terhingga
mencapah, tetapi lebih perlahan daripada mana-mana siri mencapah lain

Siri harmonik ialah jumlah semua pecahan unit. Setiap sebutan 1/n menuju ke sifar, yang mungkin mencadangkan jumlah itu menumpu, tetapi sebenarnya tidak. Buktinya menggunakan pengelompokan: 1/3+1/4 > 1/2, kemudian 1/5+1/6+1/7+1/8 > 1/2, dan setiap kumpulan sedemikian menambah sekurang-kurangnya 1/2, jadi jumlah keseluruhannya melebihi sebarang had. Namun, ia mencapah dengan kelambatan yang luar biasa: untuk mencapai jumlah separa 100 memerlukan lebih banyak sebutan daripada bilangan atom dalam alam semesta yang dapat diperhatikan.

Bukti Oresme: pengelompokan menunjukkan pencapahan
1 + 1/2 + (1/3+1/4) + (1/5+…+1/8) + …
Setiap kumpulan ≥ 1/2: 1/3+1/4 > 2×1/4 = 1/2 dan 1/5+…+1/8 > 4×1/8 = 1/2
Kita sentiasa boleh menambah satu lagi kumpulan ≥ 1/2, jadi jumlahnya bertambah tanpa had. QED (Oresme sekitar 1360)
H(n) tumbuh seperti ln(n) ditambah γ
02.54.997.49H(n) = 1+1/2+...+1/nln(n)13346671kn

H(n) dan ln(n) membesar bersama, sentiasa berbeza kira-kira sebanyak γ ≈ 0.5772. Kedua-duanya mencapah: untuk mencapai H(n) = 100 memerlukan kira-kira 10^43 sebutan.

Betapa teramat lambatnya: penanda aras bagi H(n) yang melepasi nombor bulat
49.79599.592.935.197.4914.3921.335.1299.591010^210^310^610^910^15~10^43

Kira-kira 10^43 sebutan diperlukan untuk mencapai H(n)=100. Lebih banyak daripada atom dalam alam semesta boleh cerap.

Topik berkaitan
Euler-Mascheroni Meissel-Mertens Zeta Riemann
Fakta utama tentang Siri Harmonik

Siri harmonik 1 + 1/2 + 1/3 + ... mencapah, dibuktikan oleh Nicole Oresme sekitar tahun 1350. Walaupun setiap sebutan menuju ke sifar, jumlahnya melebihi sebarang had. Jumlah separa bertumbuh seperti ln(n) + gamma, dengan gamma ≈ 0.5772 sebagai pemalar Euler-Mascheroni. Selepas sejuta sebutan, jumlahnya hanya sekitar 14. Untuk mencapai 100 memerlukan lebih daripada 10^43 sebutan. Siri berselang-seli 1 - 1/2 + 1/3 - ... pula menumpu kepada ln 2.

Digunakan dalam
Matematik
Fizik
Teknik
🧬Biologi
💻Ilmu Komputer
📊Statistik
📈Kewangan
🎨Seni
🏛Seni bina
Muzik
🔐Kriptografi
🌌Astronomi
Kimia
🦉Falsafah
🗺Geografi
🌿Ekologi
Want to test your knowledge?
Question
Seberapa perlahan siri harmonik tumbuh?
tap · space
1 / 10