如果我们乘以这个级数
n年代pan>=年代pan>0年代pan>∑年代pan>∞年代pan>一个年代pan>n年代pan>x年代pan>n年代pan>而且年代pan>n年代pan>=年代pan>0年代pan>∑年代pan>∞年代pan>b年代pan>n年代pan>x年代pan>n年代pan>
一项一项地加在一起,像幂一样<年代pan class="katex">
x年代pan>,我们就会得到这样的表达
(年代pan>n年代pan>=年代pan>0年代pan>∑年代pan>∞年代pan>一个年代pan>n年代pan>x年代pan>n年代pan>)年代pan>(年代pan>n年代pan>=年代pan>0年代pan>∑年代pan>∞年代pan>b年代pan>n年代pan>x年代pan>n年代pan>)年代pan>=年代pan>=年代pan>一个年代pan>0年代pan>b年代pan>0年代pan>+年代pan>(年代pan>一个年代pan>0年代pan>b年代pan>1年代pan>+年代pan>一个年代pan>1年代pan>b年代pan>0年代pan>)年代pan>x年代pan>+年代pan>(年代pan>一个年代pan>0年代pan>b年代pan>2年代pan>+年代pan>一个年代pan>1年代pan>b年代pan>1年代pan>+年代pan>一个年代pan>2年代pan>b年代pan>0年代pan>)年代pan>x年代pan>2年代pan>+年代pan>⋯年代pan>n年代pan>=年代pan>0年代pan>∑年代pan>∞年代pan>(年代pan>米年代pan>=年代pan>0年代pan>∑年代pan>n年代pan>一个年代pan>米年代pan>b年代pan>n年代pan>−年代pan>米年代pan>)年代pan>x年代pan>n年代pan>,年代pan>
这让我们不禁要问这一系列之间的关系
n年代pan>=年代pan>−年代pan>0年代pan>∑年代pan>∞年代pan>一个年代pan>n年代pan>,年代pan>n年代pan>=年代pan>0年代pan>∑年代pan>∞年代pan>b年代pan>n年代pan>,年代pan>n年代pan>=年代pan>0年代pan>∑年代pan>∞年代pan>c年代pan>n年代pan>,年代pan>
第三个级数是由前两个得到的通过定义
c年代pan>n年代pan>=年代pan>米年代pan>=年代pan>0年代pan>∑年代pan>n年代pan>一个年代pan>米年代pan>b年代pan>n年代pan>−年代pan>米年代pan>,年代pan>n年代pan>≥年代pan>0年代pan>.年代pan>
如果起始级数是绝对收敛的,那么我们就能得到最好的结果。
命题2年代trong>
如果级数<年代pan class="katex">
∑年代pan>n年代pan>=年代pan>0年代pan>∞年代pan>一个年代pan>n年代pan>而且<年代pan class="katex">
∑年代pan>n年代pan>=年代pan>0年代pan>∞年代pan>b年代pan>n年代pan>是绝对收敛的,那么也是吗<年代pan class="katex">
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假设<年代pan class="katex">
∑年代pan>n年代pan>=年代pan>0年代pan>∞年代pan>∣年代pan>一个年代pan>n年代pan>∣年代pan>=年代pan>一个年代pan>而且<年代pan class="katex">
∑年代pan>n年代pan>=年代pan>0年代pan>∞年代pan>∣年代pan>b年代pan>n年代pan>∣年代pan>=年代pan>B年代pan>.然后
n年代pan>=年代pan>0年代pan>∑年代pan>N年代pan>∣年代pan>c年代pan>n年代pan>∣年代pan>≤年代pan>=年代pan>n年代pan>=年代pan>0年代pan>∑年代pan>N年代pan>米年代pan>=年代pan>0年代pan>∑年代pan>n年代pan>∣年代pan>一个年代pan>米年代pan>∣年代pan>∣年代pan>b年代pan>n年代pan>−年代pan>米年代pan>∣年代pan>米年代pan>+年代pan>n年代pan>≤年代pan>N年代pan>∑年代pan>∣年代pan>一个年代pan>米年代pan>∣年代pan>∣年代pan>b年代pan>n年代pan>∣年代pan>≤年代pan>(年代pan>米年代pan>=年代pan>0年代pan>∑年代pan>N年代pan>∣年代pan>一个年代pan>米年代pan>∣年代pan>)年代pan>(年代pan>n年代pan>=年代pan>0年代pan>∑年代pan>N年代pan>∣年代pan>b年代pan>n年代pan>∣年代pan>)年代pan>≤年代pan>一个年代pan>B年代pan>
对所有<年代pan class="katex">
N年代pan>≥年代pan>0年代pan>,因此<年代pan class="katex">
∑年代pan>n年代pan>=年代pan>0年代pan>∞年代pan>∣年代pan>c年代pan>n年代pan>∣年代pan>收敛,这意味着<年代pan class="katex">
∑年代pan>n年代pan>=年代pan>0年代pan>∞年代pan>c年代pan>n年代pan>绝对收敛。
现在假设<年代pan class="katex">
∑年代pan>n年代pan>=年代pan>0年代pan>∞年代pan>一个年代pan>n年代pan>=年代pan>α年代pan>而且<年代pan class="katex">
∑年代pan>n年代pan>=年代pan>0年代pan>∞年代pan>b年代pan>n年代pan>=年代pan>β年代pan>.我们注意到
n年代pan>=年代pan>0年代pan>∑年代pan>2年代pan>N年代pan>c年代pan>n年代pan>−年代pan>α年代pan>β年代pan>=年代pan>(年代pan>米年代pan>=年代pan>0年代pan>∑年代pan>N年代pan>一个年代pan>米年代pan>)年代pan>(年代pan>n年代pan>=年代pan>0年代pan>∑年代pan>N年代pan>b年代pan>n年代pan>)年代pan>−年代pan>α年代pan>β年代pan>+年代pan>n年代pan>=年代pan>0年代pan>∑年代pan>N年代pan>−年代pan>1年代pan>米年代pan>=年代pan>N年代pan>+年代pan>1年代pan>∑年代pan>2年代pan>N年代pan>−年代pan>n年代pan>[年代pan>一个年代pan>米年代pan>b年代pan>n年代pan>+年代pan>一个年代pan>n年代pan>b年代pan>米年代pan>]年代pan>
因此
∣年代pan>∣年代pan>∣年代pan>∣年代pan>∣年代pan>n年代pan>=年代pan>0年代pan>∑年代pan>2年代pan>N年代pan>c年代pan>n年代pan>−年代pan>α年代pan>β年代pan>∣年代pan>∣年代pan>∣年代pan>∣年代pan>∣年代pan>≤年代pan>∣年代pan>∣年代pan>∣年代pan>∣年代pan>∣年代pan>(年代pan>米年代pan>=年代pan>0年代pan>∑年代pan>N年代pan>一个年代pan>米年代pan>)年代pan>(年代pan>n年代pan>=年代pan>0年代pan>∑年代pan>N年代pan>b年代pan>n年代pan>)年代pan>−年代pan>α年代pan>β年代pan>∣年代pan>∣年代pan>∣年代pan>∣年代pan>∣年代pan>+年代pan>一个年代pan>米年代pan>=年代pan>N年代pan>+年代pan>1年代pan>∑年代pan>∞年代pan>∣年代pan>b年代pan>米年代pan>∣年代pan>+年代pan>B年代pan>米年代pan>=年代pan>N年代pan>+年代pan>1年代pan>∑年代pan>∞年代pan>∣年代pan>一个年代pan>米年代pan>∣年代pan>,年代pan>
这意味着,出租<年代pan class="katex">
N年代pan>→年代pan>∞年代pan>,这<年代pan class="katex">
∑年代pan>n年代pan>=年代pan>0年代pan>∞年代pan>c年代pan>n年代pan>=年代pan>α年代pan>β年代pan>,按要求。<年代pan class="katex">
□年代pan>
值得注意的是,如果所涉及的级数不是绝对收敛的,这个结果就不能自动成立。不绝对收敛的收敛级数称为收敛级数<年代trong>有条件地收敛年代trong>.
假设<年代pan class="katex">
一个年代pan>n年代pan>=年代pan>b年代pan>n年代pan>=年代pan>n年代pan>+年代pan>1年代pan>
(年代pan>−年代pan>1年代pan>)年代pan>n年代pan>对所有<年代pan class="katex">
n年代pan>≥年代pan>0年代pan>.然后是同一个级数<年代pan class="katex">
∑年代pan>n年代pan>=年代pan>0年代pan>∞年代pan>一个年代pan>n年代pan>而且<年代pan class="katex">
∑年代pan>n年代pan>=年代pan>0年代pan>∞年代pan>b年代pan>n年代pan>都是条件收敛的。如果我们考虑这个级数<年代pan class="katex">
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c年代pan>n年代pan>=年代pan>米年代pan>=年代pan>0年代pan>∑年代pan>n年代pan>一个年代pan>米年代pan>b年代pan>n年代pan>−年代pan>米年代pan>=年代pan>(年代pan>−年代pan>1年代pan>)年代pan>n年代pan>米年代pan>=年代pan>0年代pan>∑年代pan>n年代pan>(年代pan>米年代pan>+年代pan>1年代pan>)年代pan>(年代pan>n年代pan>+年代pan>1年代pan>−年代pan>米年代pan>)年代pan>
1年代pan>(年代pan>n年代pan>≥年代pan>0年代pan>)年代pan>.年代pan>
利用AM-GM不等式,我们可以看到这一点
∣年代pan>c年代pan>n年代pan>∣年代pan>≥年代pan>米年代pan>=年代pan>0年代pan>∑年代pan>n年代pan>n年代pan>+年代pan>2年代pan>2年代pan>=年代pan>n年代pan>+年代pan>2年代pan>2年代pan>(年代pan>n年代pan>+年代pan>1年代pan>)年代pan>≥年代pan>1年代pan>
对所有<年代pan class="katex">
n年代pan>≥年代pan>0年代pan>.因此这个级数<年代pan class="katex">
∑年代pan>n年代pan>=年代pan>0年代pan>∞年代pan>c年代pan>n年代pan>甚至不收敛(更不用说不收敛到期望的极限)。