违反直觉的级数大小比较

本文最后更新于:2023年1月21日

显然比较大的时候,也会比较大,,所以直觉上讲左面应该大于右边,但结果恰恰相反。

首先右边的级数是我们比较熟悉的,甚至可以直接写出结果。该级数和称为巴塞尔问题,由欧拉在1735年解决,这个问题有非常多的解法,甚至知乎上有一个问题就是巴塞尔问题一共有多少种解法? 数学科普博主3Blue1Brown也出过一期相关视频,解法非常巧妙,所以具体解法此处不再赘述。

下面我们考虑左面的级数,比较简单的办法是积分放缩:

当然我们也可以计算出该级数收敛的准确值:

其中为黎曼函数,该过程的证明证明超出了笔者的能力范围,具体方法可以看b站的一篇文章

虽然仅在前两项小于,但是前两项的比重过大,导致后面无力回天。

对于分子来说:是“越老越吃香”,相当于”青春饭“,所以各阶段的比例也很重要。