Fünftes Kapitel.
Entwicklung der Funktionen in Potenzreihen.
§ 1. Über unendliche Reihen überhaupt.
101. Definition der Konvergenz. Unendliche Reihe
nennt man eine endlose Folge von Zahlen, die nach irgend
einer Vorschrift nacheinander zu berechnen sind. Wir be
schäftigen uns in diesem Kapitel nur mit solchen unendlichen
Reihen, deren Glieder sämtlich reell sind, vgl. Nr. 2.
Definition: Eine unendliche Reihe u 0 , u t , u % , u 3 , . . . u n ,. ..
heißt konvergent, wenn die Summe der n ersten Glieder
S n = U 0 "h U 1 + W 2 + • • • + M n _ 1
hei unbegrenzt wachsendem Index n einen bestimmten endlichen
Grenzwert S hat. Ist dies der Fall, so heißt S die Summe
der Reihe. Andernfalls heißt die Reihe divergent.
Beispiel: Bei der geometrischen Progression a, ax, ax 2 ,
ax 3 , . . . ax n ,... ist
S n = a (! + x + H V Z n_1 ) — (1 — X’ 1 ).
Im Falle x < 1 ist der Grenzwert von x n für unbegrenzt
wachsendes n gleich Null und daher
lim S = — a —
n = oo R 1-*
Die geometrische Progression konvergiert also für ja; <1.
Offenbar ist sie divergent für |a?| > 1, da dann x n und mithin
auch S n für unbegrenzt wachsendes n nach Unendlich strebt.
Für x = + 1 ist S n = na, also der Grenzwert Unendlich. Für
x = — 1 ist S n = a (1 — 1 + 1 — • • • i 1), so daß S n keinen
bestimmten Grenzwert hat. Daher:
101J