无穷级数与收敛

发散级数

发散级数是指其无尽的累加始终不落到任何有限值上。累加的总和可能奔向正无穷、坠向负无穷,或永远来回摆动而绝不趋近——在每种情形里,都没有任何单一的数使部分和趋向它。

严格地说,sum a_n 发散,当且仅当其部分和序列 (s_N) 不具有有限极限。这把伞涵盖了几种迥异的行为:发散到 +无穷(1 + 1 + 1 + ... 的部分和)、发散到 -无穷,以及根本没有极限的振荡发散(1 - 1 + 1 - 1 + ... 的部分和在 1 与 0 之间交替)。它们都被称为发散,尽管图景大相径庭。

有时一个发散级数仍可经由某种求和法(切萨罗法、阿贝尔法等)被赋予一个值,这类方法对部分和作平均或平滑;在切萨罗求和下,1 - 1 + 1 - 1 + ... 被赋值为 1/2。这类赋值并不与通常意义下的发散相矛盾——它们是刻意削弱了的求和概念,自有其用处,但与部分和的极限并非一回事。

级数 1 - 1 + 1 - 1 + ... 的部分和为 1, 0, 1, 0, ...,永远振荡;序列 (s_N) 没有极限,故级数发散。

格兰迪级数:振荡发散,没有通常意义下的和。