オイラーの定数の意味と収束性 | もころぐ

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調和級数の部分和(過去の記事:https://ameblo.jp/mossalmon/entry-12320091570.html)を求める際にはオイラーの定数というものが出現します。

 

 

ここで、オイラー定数の図形的意味を考えてみると、

 

例えばn=3の時を考えてみると、

 

 

γは階段状の部分から1/xの面積を引いた残りの部分のことなので、

 

γはしたのピンクの部分の面積の総和になります。

 

 

ε_k はn≧4における緑の部分の総和の絶対値です。γで足しすぎた半月の分を引きます。nが無限大になると引く必要はないのでε_kは0です。

 

 

ここで、以下のような数列を定義すると、

 

 

γはn→∞のときの極限値です。

 

 

γが収束することを証明するには、

 

・a_nが単調に減少すること

・a_nが下に有界であること

 

を証明すればよいわけです。

証明については下のurlの内容を参照してください。

 

結果としてγは収束して

 

 

が得られますが、γの計算は非常に厄介で、γが有理数か無理数化さえわかっていません。

 

「調和級数の発散とオイラー定数」受験の月

http://examist.jp/mathematics/integration-expression/euler-teisu/