Vierter Abschnitt. Reihen.
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Soll eine Reihe konvergent sein, so muß sich ein Glied bestim
men lassen, von welchem ab jede beliebig umfangreiche Glieder
gruppe eine dem Betrage nach beliebig kleine Summe gibt.
Diese Bedingung ist zur Konvergenz auch hinreichend;
denn ist sie für n = m' erfüllt, so kann der absolute Betrag
keiner Partialsumme sjp% > m') größer sein als | s m ' | + «: die
absoluten Beträge aller dieser Partialsummen sind also zwischen
die Grenzen s' m und s' m + s eingeschlossen, die sich durch
Wahl des e beliebig eng ziehen lassen.
Aus der für eine konvergente Reihe charakteristischen
Eigenschaft lassen sich wichtige Folgerungen ziehen.
1) Für p = 1 lautet (7*)
(8) ! a n+ 1 | < £,
dies aber ist gleichbedeutend mit dem Ansätze lim a n = 0.
« = +00
Soll also eine Reihe konvergent sein, so muß ihr allgemeines
Glied a n mit beständig wachsendem n der Null als Grenze sich
nähern oder unendlich klein iverden. Diese Bedingung ist not
wendig, aber nicht hinreichend, wie man anfänglich, ja bis
gegen das Ende des 18. Jahrhunderts, geglaubt hat, weil es
auch divergente Reihen gibt, welche sie erfüllen, wie alsbald
gezeigt werden wird.
Man kann diesen Ergebnissen eine kurze Fassung geben
in dem Falle, wo die Glieder der Reihe rationale Zahlen sind,
nämlich: Die Glieder einer unendlichen Reihe müssen, soll sie
konvergent sein, eine Elementarreihe und ihre Partialsummen
eine Fundamentalreihe bilden; die durch diese Fundamentalreihe
definierte Zahl ist der Grenzwert der unendlichen Reihe (4).
2) Zerlegt man die unendliche Reihe a Q + a 2 + • ■ •
in die endliche Summe
S n = a 0 + °1 + ' ' ' + a n
und in die unendliche Reihe
(9) a n + 1 + a n+ % 4- • • *,
so ist diese mit der ursprünglichen zugleich konvergent; denn
ihre aufeinanderfolgenden Partialsummen s[, si,... unterscheiden