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Reihe.
der Reihe der Moduln der einzelnen Glieder dies stattfindet. —
Es lässt sich nämlich die Reihe immer auf die Gestalt bringen:
v t (cos (ft + i sin 7'i) + ^ 2 (cos ff> 2 + i siny 2 ) + V 3 (cos (f s +i sin (f s ) + ...,
welche zerfällt in die beiden
v v COS (f L + V 2 COS (f 2 + v 3 COS 7s +• ...
i(i/ l sin 71 4-V 2 sin y a 4- vi sin 7 3 4- ...).
Sehen wir von dem Zeichen der einzelnen Glieder ab, d. h. denken wir uns die
selben positiv, so ist: die Summe sowohl der ersten Reihe als die der zweiten
durch i dividirt kleiner als > / 1 4~ r s 4" • • • und sie werden mit der letzten
Reihe convergircn. Wie wir gesehen haben, wird aber durch die wechselnden Vor
zeichen diese Convergenz nicht aufgehoben.
7) Die binomische Reihe für negative Zahlen und Brüche.
Wir untersuchen die Reihe:
1) f^ = l + n l x-\-n i x*+n a x s + .. .
zunächst auf ihre Convergenz. n soll eine beliebige reelle, x eine beliebige Zahl sein.
Wir wissen von dieser Reihe zunächst nur, dass für ganzes positives n dieselbe
endlich wird, und in diesem Falle f(?i) = (14-#) W zu setzen ist.
Da x eine complexe Zahl sein kann, so setzen wir x~ve* l , und untersuchen
die Reihe der Moduln, d. h. die Reihe:
l + n v v + n 2 v* + »G J/3 +- • •>
welche für reelles x mit der crsteren zusammenfällt. Dem ersten Kennzeichen
des Abschnitts 3) zur Folge wird die Reihe convergircn, wenn mit wachsendem s
ii. . . i
$ 4- 1
kleiner als — wird. Nun ist:
n
s
V
U S 4- 1 n (n — 1) s) n (n — 1) ... (n — S 4- 1) n — s
n s ~ 1 • 2 ... s 4-1 ' 1 • 2 ... s ~~ s 4* 1 ’
ein Ausdruck, der sich mit wachsendem s der Einheit nähert.
Es wird also die Reihe convergircn, wenn Eins kleiner als —, d. h. v kleiner
als Eins ist, d. h.:
„Die binomische Reihe convergirt, wenn bei reellem x der absolute Werth
dieser Grösse, bei complexem x der Modul von x kleiner als Eins ist.“
Ist x reell und grösser als Eins, so wird die Reihe divergiren. Dasselbe
findet aber auch bei imaginärem x statt, wenn der Modul grösser als Eins ist.
Denn untersucht man die Reihen, in welche f(n) zerfällt:
14* cos 7 4- n a v 2 cos 271
1 +n\v sin 7 4- m¡v 2 sh* 27- 4- • • •>
n , ( cos (s 4-1) 71 2
so muss die erste Reihe divergiren, wenn: — — grösser als — werden
0 n cos s v
s f
kann, sobald s wächst. Nrm ist:
cos (fi — tg s ff sin 7
cos (s 4- 1) V
cos s 7
und da tg«7 jede beliebige Grösse annehmen kann, so wird dieser Ausdruck
nicht kleiner als Eins bleiben. Nehmen wir jetzt an, dass die Reihe convergiré,
dass also der Modul von .r kleiner als Eins sei, und bestimmen die Summe der
selben. Man hat:
f(n) • f{p) = (14- n.x 4- n t x* 4- ..•)(! + Pi x +P* xi + •••)»