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求和 Kempner 和 Irwin 的奇特级数

经典分析与常微分方程 2024-02-21 v6 数论

摘要

1914 年,Kempner 证明了级数 1/1 + 1/2 + ... + 1/8 + 1/10 + 1/11 + ... + 1/18 + 1/20 + 1/21 + ...(其中分母为不包含数字 9 的正整数)收敛于一个小于 90 的和。实际和约为 22.92068。1916 年,Irwin 除其他结果外证明了当 nn 至多包含有限个 9 时,1/nn 的和也是一个收敛级数。我们展示了如何高精度计算 Irwin 级数的和。例如,级数 1/9 + 1/19 + 1/29 + 1/39 + 1/49 + ...(其中分母恰好包含一个 9)的和约为 23.04428 70807 47848 31968。另一个例子:当 nn 恰好包含 100 个零时,1/nn 的和约为 10 ln(10) + 1.00745 x 10^-197 ~ 23.02585;注意该级数的第一项也是最大项是微小的 1/googol。最后,我们讨论了一类相关级数,其求和算法尚未被开发。

关键词

引用

@article{arxiv.0806.4410,
  title  = {Summing the curious series of Kempner and Irwin},
  author = {Robert Baillie},
  journal= {arXiv preprint arXiv:0806.4410},
  year   = {2024}
}

备注

31 pages, 2 figures, 11 tables. New information in Section 12. Mathematica code is in the ancillary files