32 Unendliche Reihen und Produkte. § 1. Grundlegende Begriffe.
Nur eine konvergente Zahlenfolge definiert eine bestimmte Zahl.
Die Zahlenfolge (a n ) soll monoton genannt werden, wenn ihre
Glieder, wenigstens von einem bestimmten angefangen, niemals ab-
nehmeu oder niemals wachsen.
Bei einer monotonen Zahlenfolge kann nur zweierlei stattfinden:
Ist sie zunehmend, so kann das Wachsen der Glieder über jede Schranke
hinausgehen (lim a n = oo) oder gegen eine bestimmte Grenze hin er
folgen; ist sie abnehmend, so können die Glieder schließlich unter
jede Schranke fallen (lim a n = — oo) oder aber einer Grenze sich
nähern. Für die Beurteilung ist der folgende Satz von Nutzen.
Wenn die Glieder einer monoton zunehmenden Folge unter einer
festen Zahl G bleiben, so haben sie notwendig eine Grenze; gleiches gilt
für die Glieder einer monoton abnehmenden Folge, trenn sie über einer
festen Zahl g bleiben.
Bliebe nämlich immer, wie groß auch n genommen wird,
a n+p - a n > A
so wäre auch a n + 2p - a n+p ¡> £
somit
und a n+kp ^ a n -f- ks^ a n ~Jcs kann aber durch entsprechende Wahl
von k größer als G gemacht werden; dann aber wäre a n + kp > G,
gegen die Voraussetzung. Es muß also schließlich a n+ ' p — a n <£
werden, und damit ist die Konvergenz bewiesen. Ähnlich wäre der
Beweis für den andern Fall zu führen.
26. Unendliche Reihen 1 ). Begriff* der Konvergenz und
Divergenz. Es sei a 1} a 2 , a 3 , . . . eine unbegrenzt fortsetzbare Folge
reeller Zahlen; man bilde aus ihr eine neue Folge s l7 s 2 , s 3 , ... s n . . .,
indem man aus den ersten 1, 2, 3, . . . n . . . Gliedern die Summe nimmt:
(1)
s„ = + a n == a x + a 2 + • • • + a n .
Ist die Zahlenfolge s 17 s 2 , s 3 , . . ., kurz (s n ), konvergent, so nennt
man auch die unendliche Reihe
«i+ « 2 + a 3 -1 , kurz f£a n ,
(2)
1) Die Einführung unendlicher Reihen in die Mathematik reicht ins 17. Jahr
hundert zurück; ihre richtige Behandlung lehrte aber erst das vorige Jahrhundert.