p級數

調和級數廣義化的結果之一

p級數是調和級數廣義化的其中一個結果,定義如下:公式如圖,其中P是任意正實數。當p=1,p級數即調和級數。由積分判別法柯西並項判別法(en:Cauchy condensation test(英文))可知p-級數在p>1時收斂(此時級數又叫過調和級數(over-harmonic series)),而在p ≤1時發散。當p>1時,p-級數的和即ζ(p),也就是黎曼ζ函數在p的值。

結果介紹


數學中的p級數
p級數
p級數
形如的級數稱為p級數。
當時,得到著名的調和級數:。
p級數是重要的正項級數,它是用來判斷其它正項級數斂散性的重要級數。
p級數的斂散性如下:
當時,p級數收斂;
當時,p級數發散。
交錯p級數
形如 的級數稱為交錯p級數。
交錯p級數是重要的交錯級數
交錯p級數的斂散性如下:
當p>1時,交錯p級數絕對收斂;
當時,交錯p級數條件收斂。
例如,交錯調和級數條件收斂,其和為ln2。
p級數的求和
通過積分轉移、余項逼近的方法,建立起一系列p級數的求和公式,並給出了便於操作的誤差估計方法。一改把級數余項當作誤差來估計的傳統做法,而是將余項作為和的重要組成部分進行分析,使得每增加一項計算量,精度能提升二個以上指數級,從而有效地解決了p級數的求和問題.
P級數收斂和近似值
p級數
p級數
通過微分中值定理,建立收斂的P-級數和的近似值公式與估值不等式,使之適合P>1的任何情況,這不僅在理論上用收斂級數的有限的和數來認識表示為無限項的和數,而且在實際計算中便於估計級數和近似值的誤差.