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§ 16. Unendliche Reihen. 541
Summe der ersten z Glieder bei wachsender Gliederzahl einer endlichen Grenze
sich nähert, und zu zeigen, unter welchen Bedingungen die Reihen den arith-
metischen Operationen unterworfen werden können.
2. Es sei 4, eine Function der positiven ganzen Zahl x, und das allge-
meine Glied einer unendlich fortgesetzten Reihe 2, 4-44 24-234 4- 24 4-45 4-46 d-....
Náhert sich die Summe der ersten z Glieder einem bestimmten endlichen
Grenzwerthe ,S, mit dem sie bis zu jedem Grade der Genauigkeit übereinstimmt,
wenn man nur % gross genug wählt, so bezeichnet man SS als die Summe der
unendlichen Reihe und die Reihe selbst heisst convergent. Enthält dabei
das allgemeine Glied 7, eine unbestimmte Grösse x, so wird im Allgemeinen
die Reihe nicht für alle, sondern nur für die zwischen bestimmten Grenzen
liegenden Werthe von x convergiren; innerhalb der Convergenzgrenzen ist die
Summe der Reihe von x abhängig und daher eine bestimmte Function /(x) von x;
jenseit der Convergenzgrenzen ist die Summe der Reihenglieder unabhängig von
x unendlich gross oder unbestimmt; die Reihensumme stimmt also dann nur
innerhalb der Convergenzgrenzen mit /(x) überein; jenseit derselben ist diese
Uebereinstimmung nicht vorhanden.
Wächst die Summe der ersten z Glieder über alle Grenzen, wenn z wáchst,
so bezeichnet man die Reihe als divergent. Wenn hingegen bei einer Reihe
Gruppen mit positiven und Gruppen mit negativen Gliedern abwechseln, so kann
es sich ereignen, dass die Summe der Glieder, bis zum Abschlusse einer Gruppe
positiver Glieder, sich einer bestimmten Grenze nähert, während die Summe der
Glieder bis zum Abschlusse einer Gruppe negativer sich einer andern bestimmten
Grenze nähert; dies ist z. B. der Fall bei
1—1+1—1+1—1+..
Hört man hier bei einem positiven Gliede auf, so ist die Summe + 1, hört
man bei einem negativen auf, so erhält man 0. Solche Reihen sind als oscil-
lirende bezeichnet worden; da durch dieselben bestimmte Grössen nicht dar-
gestellt werden, so sind sie analytisch nicht verwendbar.
3. Wir beschäftigen uns in den folgenden Abschnitten mit der wichtigsten
der hierher gehörigen Fragen — mit den Convergenzbedingungen für
unendliche Reihen.
Um über die Convergenz einer unendlichen Reihe zu entscheiden, kann man
zunächt versuchen, die Summe der ersten % Glieder in übersichtlicher Weise als
Function von z darzustellen. Findet man dann, dass diese Function für ein
unendlich wachsendes z sich einer bestimmten endlichen Grenze nähert, so ist
diese Grenze die Summe der vorgelegten unendlichen Reihe und die Reihe selbst
ist convergent; man hat also in diesem Falle nicht blos über die Convergenz
entschieden, sondern auch die Reihe in geschlossener Form summirt.
A. Um über die Convergenz der Reihe
l. 1 + x + x? + 3x3 + xt +...
zu entscheiden, bilde man
sn = 1 + X + x? + X5 + + x
] — x1 1 1
an Ara .1--
Ist der absolute Werth von x > 1, so ist Z;x"tl— oo, und daher die
Reihe 1. divergent.
Ist x = 1, so ersieht man sofort, dass die Summe der Reihe unendlich ist.
Ist — 1 < x < 1, so ist
. xni