Acotando la suma de recíprocos "divergentes más lentos" o "convergentes más lentos"

Sea el conjunto infinito de enteros positivos S = { a 1 , a 2 , . . . } tal que i = 1 norte a i = norte 2 ( norte ) en ( norte ) . ¿La suma i = 1 1 a i convergen o divergen? Si converge, ¿a qué límite? Y si diverge, ¿a qué velocidad?

Encuentro interesante esta serie en particular porque si consideramos el conjunto infinito de enteros positivos S = { b 1 , b 2 , . . . } tal que i = 1 norte b i = norte 2 ( norte ) , se puede demostrar que la suma i = 1 1 b i converge, como b norte norte 2 + 7 norte + 2 2 ; y por otro lado, si consideramos el conjunto infinito de enteros positivos S = { C 1 , C 2 , . . . } tal que i = 1 norte C i = norte 2 en ( norte ) , se puede demostrar que la suma i = 1 1 C i diverge, como C norte norte en ( norte ) .

Además, me interesa por este otro post que publiqué ( Pregunta sobre convergencia/divergencia de sumas de recíprocos de enteros positivos ); Estoy tratando de acotar lo más claramente posible la función propuesta F ( norte ) . Así que si tienes alguna idea de cómo podría hacerse, es más que bienvenido.

¡Gracias de antemano!

Qué es a 1 ? Para norte = 1 debería satisfacer
a 1 = i = 1 norte a i = 1 2 1 en 1 ,
que no está definido.
y en general si i = 1 norte C i norte k para algunos k > 2 , entonces i 1 1 C i converge

Respuestas (2)

Si S norte = norte 2.5 en ( norte ) , tenemos

a norte S norte S norte 1 5 en ( norte ) 2 2 en ( norte ) 2 norte 3 / 2
En particular, si 1 < pag < 3 / 2 , a norte > norte pag para suficientemente grande norte , entonces norte 1 / a norte converge

EDITAR: Las asintóticas en S norte S norte 1 surgir de esta manera.

S norte 1 = ( norte 1 ) 5 / 2 en ( norte 1 ) = norte 5 / 2 ( 1 1 / norte ) 5 / 2 en ( norte ) + en ( 1 1 / norte ) norte 5 / 2 ( 5 / 2 ) norte 3 / 2 ) en ( norte ) 1 / norte ( norte 5 / 2 5 2 norte 3 / 2 ) ( 1 en ( norte ) + 1 norte en ( norte ) 2 ) norte 5 / 2 en ( norte ) 5 2 norte 3 / 2 en ( norte ) + norte 3 / 2 en ( norte ) 2

¡gracias por tu respuesta! ¿Podría elaborar un poco en la aproximación que obtiene y en el razonamiento que hace para probar la convergencia? Y, profundizando más, ¿cuál dirías que sería un límite agudo de la función F ( norte ¿propuesto?

Algunas observaciones triviales

Dejar a norte > 0 , colocar S norte = k = 1 norte a k y deja F norte > 0 .

Asumir que:

  • (A) a norte esta incrementando ( a norte a norte + 1 ).
  • (B) existe un L > 0 y norte L tal que, si norte > norte L
    0 < L < S norte F norte
  • (C) norte > norte L norte F norte <

Entonces

norte 1 a norte <

"Prueba":

Si norte > norte L :

0 < L < ( B ) S norte F norte ( A ) norte a norte F norte 1 a norte < 2 L F norte
Por comparación (C) implica la convergencia.

En consecuencia, si a norte es una secuencia entera creciente y S norte F norte ( k ) 1 dónde F norte ( k ) es una de las siguientes secuencias

F norte ( 0 ) = norte norte pag F norte ( 1 ) = norte norte registro ( norte ) pag F norte ( 2 ) = norte norte registro ( norte ) registro ( registro ( norte ) ) pag F norte ( 3 ) = norte norte registro ( norte ) registro ( registro ( norte ) ) registro ( registro ( registro ( norte ) ) ) pag . . .
donde p>1, entonces norte 1 a norte < .

Significa que tenemos una secuencia de límites posibles con F norte ( k ) > F norte ( k + 1 ) , además F norte ( k ) F norte ( k + 1 ) norte , lo que sugiere que no existe un límite óptimo. (Pero no veo una forma general de evaluar esta afirmación).