Download - General Method for Summing Divergent Series. Determination of Limits of Divergent Sequences and Functions in Singular Points v2

Transcript
  • 8/9/2019 General Method for Summing Divergent Series. Determination of Limits of Divergent Sequences and Functions in Si…

    1/20

     

         

         

         

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

  • 8/9/2019 General Method for Summing Divergent Series. Determination of Limits of Divergent Sequences and Functions in Si…

    2/20

     

     

     

     

     

     

     

     

         

     

     

     

     

     

     

       

         

        x  = 1    

    1x+1

     = 1−x+x2−x3+x4− ...    12  = 1−1+1−1+1−...      

      n  1−1 + 1−1 + 1− ...    

    12

     

      1 + 2 + 3 + 4 + 5 + ... =  −112

       

           

     

    +∞i=1 ai    

           

      sn   = n

    i=1 ai    

     

     

     

     

     

     

  • 8/9/2019 General Method for Summing Divergent Series. Determination of Limits of Divergent Sequences and Functions in Si…

    3/20

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

         

      x  = −1    11−x   =1 + x + x2 + x3 + x4 + ...  

    1 − 1 + 1 − 1 + ... + (−1)n

    −1

    + ... =

     1

    2 .  

     

      x = 2  

    1 + 2 + 4 + 8 +  ... + 2n−1 + ... = −1.     x = 1    1+1+1+1+1+... =   10     x = −2  

    1 − 2 + 4 − 8 + ... + (−2)n−1 + ... =  13

    .  

      x =  a    |a| > 1  

    1 + a + a2 + a3 + ... + an−1 + ... =  1

    1 − a.   

     

     

       

     

  • 8/9/2019 General Method for Summing Divergent Series. Determination of Limits of Divergent Sequences and Functions in Si…

    4/20

      x = 1    11+x  = 1 − 2x + 3x2 − 4x3 + 5x4 − ...     

    1 − 2 + 3 − 4 + ... + (−n)n

    −1

    + ... =

     1

    4 .  

      x = −1    1+2+3+4+5+... =   102     −1    +∞    

    ζ (s) = 1−s + 2−s + 3−s + 4−s + 5−s + ...   (∗)  

    Re(s)  >  1    2−s    

    (1

    −21−s)

    ·(1−s + 2−s + 3−s + 4−s + 5−s + ...) = 1−s

    −2−s + 3−s

    −4−s + 5−s + ...   (

    ∗∗)

      s = −1    −3 · ( 1 + 2 + 3 +4 + 5 + ...) = 1 − 2 + 3 − 4 + ...    −3 · (1 + 2 + 3 + 4 + 5 +  ...) =   1

    4  

     

    1 + 2 + 3 + 4 + ... + n + ... = −1

    12 .  

      s = 0  

    1 + 1 + 1 + 1 +  ... + n0 + ... = −1

    2  .  

     

    2 + 3 + 4 + 5 +  ... + (n + 1) + ... = −7

    12 .  

     

    0 + 1 + 2 + 3 +  ... + (n − 1) + ... =   512

    .  

      1−s ln1 + 2−s ln2 + 3−s ln3 + 4−s ln 4 +5−s l n 5 + ... = −ζ (s)     1−s ln 1 − 2−s l n 2 + 3−s ln 3 − 4−s l n 4 + 5−s ln 5 − ... = (21−s −1)ζ (s) − 21−s ln 2 · ζ (s)    s   = 0  

       

    ln 1 + ln 2 + ln 3 + ln 4 + ... + ln(n) + ... = 1

    2 ln(2π),  

    ln 1 − ln2 + ln 3 − ln4 + ... + (−1)n−1 ln(n) + ... = −12

     ln(1

    2π).  

      s   = 1 + x  +  x2 + x3 + x4 + ...   = 1 + x · s  

     

  • 8/9/2019 General Method for Summing Divergent Series. Determination of Limits of Divergent Sequences and Functions in Si…

    5/20

    s   =   11−x    1 + x  +  x2 + x3 + x4 + ...   =   11−x  

      x = 1    x =  eiθ   0 < θ

  • 8/9/2019 General Method for Summing Divergent Series. Determination of Limits of Divergent Sequences and Functions in Si…

    6/20

     

     

      s = 1  

    1−s + 2−s + 3−s + 4−s + ... + n−s + ... =  ζ (s)(Re(s) <  1).  

       

     

      limn→+∞ s1+s2+...+snn     s1   = 1, s2  = 1 + (−1) = 0, s3  = 1 + (−1) + 1 = 1, s4   =1 + (−1)+1+(−1) = 0,...    

    s11   =

      11   = 1,

      s1+s22   =

      1+02   =

      12 ,

      s1+s2+s33   =

      1+0+13   =

      23 ,

      s1+s2+s3+s44   =

      1+0+1+04   =

    12

    ,   s1+s2+s3+s4+s55

      =   1+0+1+0+15

      =   35

    ,...    12

     

     

     

    1 + (−1) + 0 + 1 + (−1) + 0 + ... =  23

    ,  

    1 + (−1) + 0 + 1 + (−1) + 0 + ... =  13

    .  

      x = 1    

    1+x1+x+x2

         

       

      +∞n=0(−1)n

    = +∞n=0(−1)

    n

    · 1 =+∞n=0(−1)n·

      +∞0   e

    −ttndt

    n!  =

    +∞n=0

     +∞0   e

    −t (−t)nn!

      dt = +∞0   e

    −t+∞n=0

    (−t)nn!

      dt = +∞0   e

    −2tdt =12  

       

    1 − 1! + 2! − 3! + 4! − ... + (−1)n−1(n − 1)! + ... = 0, 596347...,  

    1 + 1! + 2! + 3! + 4! + ... + (n − 1)! + ... = 0, 697175...,    

      x

    k=1 f (x) =

    c + +∞0   f (t)dt +  12f (x) ++∞k=1 B2k(2k)!f (2k−1)(x)  

      c   = − 12f (0) −+∞

    k=1B2k(2k)!

    f (2k−1)(0)    f (t)   1, t , t + 1     t−1    c    B2  =   16     x = −1    − ln(1+x)     1 +   12  +

      13 +

      14  +

      15  +  ... = − ln 0  

     

    1 + 1

    2 +

     1

    3 +

     1

    4 +

     1

    5 +  ... +

     1

    n +  ... =  γ  = 0.57721566...  

     

  • 8/9/2019 General Method for Summing Divergent Series. Determination of Limits of Divergent Sequences and Functions in Si…

    7/20

         

         

         

      s =+∞

    k=1 ak     sn =

    nk=1 ak  

    +∞

    k=1

    ak  = limn→+∞

    n

    k=1

    ak.

      sn    

     

    s1+s2+...+snn

     

    limn→+∞

    sn = limn→+∞

    s1 + s2 + ... + snn

      .

      sn     sn      ±∞    

     

    sn  

      sn  =s(n)     {1, 2, 3, ...n, }    {ω(1), ω(2), ω(3), ...ω(n)}    

      ω    (7) 

    1 + 1 + 1 + 1 +  ...n0 + ... = −12

    .

      sn =  s(n) = n  

      limDn→+∞ sω(n)  = limDn→+∞ ω(n) = lim

    Dn→+∞

    ω(1)+ω(2)+ω(3)+...+ω(n)n

      =s =

     −12

     

    ω(k) = −   kn + 1

      limDn→+∞1n

    nk=1 ω(k) =

     −12

     

      limDn→+∞1n

    nk=1 s(k) = lim

    Dn→+∞

    nk=1 s(−   kn+1)· 1n  =

     0−1 s(k)dk ∈

    R  

    D

    limn→+∞

    sn =

       0−1

    s(n)dn.

     

  • 8/9/2019 General Method for Summing Divergent Series. Determination of Limits of Divergent Sequences and Functions in Si…

    8/20

      n    −∞    limDn→−∞ sn   =limDn→+∞ s−n =  

    0

    −1 s(−n)dn  D

    limn→−∞

    sn =

       10

    s(n)dn.

     

     

     

     

      s(n)    [1, +∞)    ∞     [−1, 0)    0     s  

    [−1, 0)    limn→−∞ sn  s(n)    [0, 1)     I (x) = −1/x    I   : [1, +∞) → [−1, 0)     I   : [−∞, −1) → [0, 1)  

        (6)

    1 + 2 + 3 + 4 +  ... + n + ... =  s.

      sn =  n(n+1)

    2  

     

    s = Dlimn→+∞

    sn =   0−1

    s(n)dn =   0−1

    n(n + 1)2

      dn = −1/12.

     

     

     

         

         

      f     ∞    ∞    E R   = {z  ∈   C ||z |   > R}  ∞    BR   =   BR(∞) =   E R

    {∞}    r >   0     a     B(a; r) = {z |0  

  • 8/9/2019 General Method for Summing Divergent Series. Determination of Limits of Divergent Sequences and Functions in Si…

    9/20

      ∞    f  ◦ J     0  I (z ) = −J (z ) = − 1

    z    f   

     

    ∞  

      f  ◦  I     E R    f     B(a; 1)     P ∞(0, 0, 1)     P 0(0, 0, −1)     E R     B(a; 1)    

     

    ∞    

      ∞    

      lα =

     {r

    ·eiα

    |r

     ∈ R

    }, α

     ∈ [0, 2π),

      ∞    

      ∞    

     ∞    C      f (z )     z 0    ω ∈   C 

    {∞}  z n →   z 0    f (z n) →   ω    n →   +∞     ∞    

     

  • 8/9/2019 General Method for Summing Divergent Series. Determination of Limits of Divergent Sequences and Functions in Si…

    10/20

       

    +∞k=−∞ ck(z ) ·   1zk  

    +∞k=−∞ ck(z ) · (z  − a)k  

      a ∈ C   

       

     

     

       

     

     

     

     

     

     

     

     

     

        f (z )    ∞     f (z )    ∞    lα  = {r · eiα|r ∈  R}    limDz→∞(α) f (z )     f (z )    ∞     lα  

    D

    limz→∞(α)+

    f (z ) =D

    limz→+eiα∞

    f (z ) =D

    limr→+∞

    f (r · eiα),

    D

    limz→∞(α)−

    f (z ) =D

    limz→−eiα∞

    f (z ) =D

    limr→−∞

    f (r · eiα),D

    limz→∞(α)

    f (z ) =D

    limr→∞(0)

    f (r · eiα),D

    limz→∞(α)

    f (z ) = 1

    2(

    D

    limz→∞(α)+

    f (z ) +D

    limz→∞(α)−

    f (z )).

      f (z )    ∞    

      limDz→∞

    (α) f (z )     α

     ∈ [0, 2π)    limDz

    →∞f (z )  

      α = 0    l0 =  R  

    D

    limx→∞(0)+

    f (x) =D

    limx→+∞

    f (x),

    D

    limx→∞(0)−

    f (x) =D

    limx→−∞

    f (x).

     

     

     

  • 8/9/2019 General Method for Summing Divergent Series. Determination of Limits of Divergent Sequences and Functions in Si…

    11/20

        f (z )    a ∈ C      f (z )    a    lα,a = {a+r ·eiα|r ∈ R}    limD

    z→a(α)f (z )  

      f (z )    a     lα,a  

    D

    limz→a(α)+

    f (z ) =D

    limz→a+eiα0

    f (z ) =D

    limr→0+

    f (a + r · eiα),

    D

    limz→a(α)−

    f (z ) =D

    limz→a−eiα0

    f (z ) =D

    limr→0−

    f (a + r · eiα),D

    limz→a(α)

    f (z ) =D

    limr→0(0)

    f (a + r · eiα),

    Dlimz→a(α)

    f (z ) = 12

    ( Dlimz→a(α)+

    f (z ) + Dlimz→a(α)−

    f (z )).

      f (z )    a    

      limDz→a(α) f (z )    α ∈ [0, 2π)    limDz→a f (z )    α = 0    l0 =  R  

    D

    limx→a(0)+

    f (x) =D

    limx→a+

    f (x),

    D

    limx→a(0)

    −f (x) =

    D

    limx→a

    −f (x).

        f (z )  a ∈  C {∞}    

    D

    limz→a

    f (z ) =D

    limz→a(α)±

    f (z ) = limz→a

    f (z ), α ∈ [0, 2π).

      f (z ) =   z n (n ∈   N )    z  → ∞(0)   

    D

    limz→+∞

    z n =    0

    −1z ndz,

    D

    limz→−∞

    z n =

       10

    z ndz.

      f (z ) =   z −n (n ∈   N )    z  →   0(0)   

    D

    limz→0+

    z −n =  −1−∞

    z −n−2dz,

     

  • 8/9/2019 General Method for Summing Divergent Series. Determination of Limits of Divergent Sequences and Functions in Si…

    12/20

    D

    limz→0−

    z −n =   +∞1

    z −n−2dz.

     

    f (z )  

      a ∈ C {∞}    

     

     

      a     c0(z ) = f (z )     a   

     d(c0(z )) = c0(z )     f (z )     g(z )     a ∈ C {∞}    c ∈ C   

    Dlim

    z→a(α)±(f (z ) + g(z )) =

    Dlim

    z→a(α)±f (z ) +

    Dlim

    z→a(α)±g(z ),

    D

    limz→a(α)±

    (c · f (z )) = c ·D

    limz→a(α)±

    f (z ).

        ex   sin(x)    cos(x)     ∞ limx→+∞ ex = +∞    limx→+∞ sin(x)     limx→+∞ cos(x)     +∞  

    e

    x

    + 0 

      sin(x) + 0 

      cos(x) + 0  

      lim

    D

    x→+∞ ex

    = lim

    D

    x→+∞ sin(x) =limDx→+∞ cos(x) = 0    

    ∞k=0 anx

    n   0  

    limDx→+∞ ax = 0(a = 0)  

        ln(x)    ∞    limx→+∞ ln(x) =+∞    +∞    ln(x) + 0    limDx→+∞ ln(x) = 0    lim

    Dx→+∞

    n√ 

    xm

    =0,   (m, n) = 1  

       limz→

    +∞

    H z  = +∞

       f (z ) = H z 

     

      ∞    c0(z ) = H z     ∞    

      d(H z)dz  =  H z   

      16

    (π2 − 6H (2)z   )dz  =  H z,  

    H n =n

    k=11k

      = ψ(0)(n + 1) + γ  

    H (s)n   =

    nk=1

    1ks

      = ζ (s) − ζ (s, n + 1)  ζ (s, z) ≡+∞k=0 1(k+z)s

     

  • 8/9/2019 General Method for Summing Divergent Series. Determination of Limits of Divergent Sequences and Functions in Si…

    13/20

    ψ(0)(z  + 1) + C  = H z, 

    C  = H z − ψ(0)(z  + 1),C  = γ.

       

    limDz→+∞ H z  = γ.

        f (z )    a ∈ C {∞(0)}    f (z ) =F 1(z )+F 2(z )    a    F 1(z )    F 2(z )   c0    

    D

    limz→a(α)±

    f (z ) =D

    limz→a(α)±

    F 1(z ) + c0.

       

    a ∈ C  limDz→a(α)± f (z ) = limDz→a(α)±(F 1(z )+F 2(z )) = limDz→a(α)±(−1

    k=−n ck·(z −a)k+∞

    k=0 ck·(z −a)k) = limDz→a(α)±

    −1k=−n ck·(z −a)k+limz→a

    ∞k=0 ck·(z −a)k = limDz→a(α)± F 1(z )+

    c0  = limDz→a(α)±

    nk=1 c−k · (z −a)−k + c0  = limDr→0(0)±

    nk=1 c−k ·(a + r−ke−iαk−a)−k +

    c0   = n

    k=1 c−k · e−iαk limDr→0(0)± r−k + c0   = n

    k=1 c−k · e−iαk(∓ ∓∞∓1   r

    −k−2dr) +  c0   =nk=1 c−k · e−iαk (±1)

    k

    k+1  + c0 =

    −1k=−n ck · eiαk   (±1)

    k

    2(−k+1)  +  c0.   a  = ∞  limDz→±∞ f (z ) =

    nk=1 ck · eiαk   (±1)

    k

    2(k+1) +  c0    

      a ∈ C   lim

    Dz→a(α) f (z ) =

      12(lim

    Dz→∞(α)+ f (z )+lim

    Dz→∞(α)− f (z )) =

      12(−1k=−n ck ·eiαk (+1)

    k

    −k+1 + c0 +−1k=−n ck · eiαk (−1)

    k

    −k+1 +  c0) =−1

    k=−n ck · eiαk 1+(−1)k

    2(−k+1)  +  c0.   a = ∞  limDz→∞(α) f (z ) =

    nk=1 ck · eiαk 1+(−1)

    k

    2(k+1)  + c0  

     

        f (z )    z  =  a ∈ C {∞}   c0    f (z )     a  

    D

    limz→a(α)

    f (z ) = c0.

        ζ (z )    z   = 1    z  = 1 1

    z−1 + γ  − γ 1(z  − 1) +   12γ 2(z  − 1)2 −   16γ 3(z  − 1)3 +   124γ 4(z  − 1)4 + O((z  − 1)5).   

    limDz→1(0) ζ (z ) = limDz→1(0)(F 1(z ) + c0) = lim

    Dz→1(0)(

      1z−1 +  γ ) = 0 + γ  = γ.

     

      ψ(0)(z) =  Γ(z)Γ(z)    Γ(x) =

     +∞0  tx−1e−tdt

     

  • 8/9/2019 General Method for Summing Divergent Series. Determination of Limits of Divergent Sequences and Functions in Si…

    14/20

        f (x)    a ∈  C {∞}    f (x) =F 1(x) +  F 2(x)    a    c0    

    D

    limz→a

    f (z ) = c0.

       

      α ∈ [0, 2π)     a ∈ C  limDz

    →a f (z ) =

      12π

     ·  2π

    0   limDz→a(α) f (z )dα   =

      12π

     ·  2π

    0 −1k=−n ck121+(−1)k

    −k+1

      eiαkdα +  c0   =12π

     ·−1k=−n ck 12 1+(−1)k−k+1  2π0   eiαkdα + c0  = 0 + c0 =  c0.   a = ∞   

        ζ (z )    z  = 1     z  = 1 1

    z−1 + γ  − γ 1(z  − 1) +   12γ 2(z  − 1)2 −   16γ 3(z  − 1)3 +   124γ 4(z  − 1)4 + O((z  − 1)5).  

    limDz→1 ζ (z ) = c0 =  γ.

         

         

         

       

    1 − 1 + 1 − 1 + ... + (−1)n−1 + ... =  12

    .

      sn =   12 · ((−1)n+1 + 1) =   12 · (−1)n+1 +   12     s =   12 . 

       

    1 + 2 + 4 + 8 +  ... + 2n−1 + ... = −1.

      sn = 2n − 1    s = −1. 

     

  • 8/9/2019 General Method for Summing Divergent Series. Determination of Limits of Divergent Sequences and Functions in Si…

    15/20

       

    1 − 2 + 4 − 8 + ... + (−2)n

    −1

    + ... =

     1

    3 .

      sn = −13 · ((−2)n − 1) = −13 · (−2)n +   13     s =   13 . 

       

    1 + a + a2 + a3 + ... + an−1 + ... =  1

    1 − a.

      sn =  1a−1 · (an − 1) =   1a−1 · an −   1a−1     s =   11−a . 

       

    1 − 2 + 3 − 4 + ... + (−n)n−1 + ... =  14

    .

      sn = −14 · ((−1)n(2n + 1) − 1) = −14 · (−1)n(2n + 1) +   14     s =   14 . 

       

    1 + 2 + 3 + 4 + ... + n + ... = −1

    12 .

      sn =  n(n+1)

    2    s = limDn→+∞

    n(n+1)2   =

     0−1

    n(n+1)2   dn = −  112 . 

       

    1 + 1 + 1 + 1 +  ... + n0 + ... = −1

    2  .

      sn =  n     s = limDn→

    +∞

    n =  0−1 ndn = −12

    .

         

    2 + 3 + 4 + 5 +  ... + (n + 1) + ... = −7

    12 .

      sn =  n(n+3)

    2   s = limDn→+∞

    n(n+3)2

      = 0−1

    n(n+3)2

      dn = −  712

     

  • 8/9/2019 General Method for Summing Divergent Series. Determination of Limits of Divergent Sequences and Functions in Si…

    16/20

       

    0 + 1 + 2 + 3 +  ... + (n − 1) + ... =  5

    12 .

      sn =  n(n−1)

    2   s = limDn→+∞

    n(n−1)2   =

     0−1

    n(n−1)2   dn =

      512 . 

       

    ln 1 + ln 2 + ln 3 + ln 4 + ... + ln(n) + ... = 1

    2 ln(2π).

      sn = ln((1)n)    (1)n =  Γ(1+n)

    Γ(1)

     

     

      s(n) = sn  n = ∞ ln(2−

    arg(z+1)+π2π

      cscarg(z+1)+π

    2π  (π(z +1))+arg(z+1)+π2π   (iπz + iπ2 +O((1z )7))+arg(z)+π2π   (2iπz +

    iπ + O((1z

    )7)) + ((− ln(1z

    ) − 1)z  +   12

    (ln(2π) − ln(1z

    )) +   112z

     −   1360z3

     +   11260z5

     + O((1z

    )6))) s =   12 ln(2π). 

       

    ln 1 − ln2 + ln 3 − ln4 + ... + (−1)n−1 ln(n) + ... = −12

     ln(1

    2π).

      sn = −12(−1)n ln(2)+(−1)n ln(Γ(n+12   )) − (−1)n ln(Γ(n+22   )) −  12 ln(2π) +ln(2) s = −12 ln(2π) + ln(2) = − 12 ln( 12π). 

       

    cos θ + cos 2θ + cos 3θ + cos 4θ + ... + cos(nθ) + ... = −12

    .

      sn =   12 cot( θ2) sin(nθ) +   12 cos(nθ) −   12     s = −12 . 

       

    sin θ + sin 2θ + sin 3θ + sin 4θ + ... + sin(nθ) + ... = 1

    2 cot

     θ

    2.

     

      (x)n =  Γ(x+n)

    Γ(x)   = x(x + 1) · · · (x + n − 1)

     

  • 8/9/2019 General Method for Summing Divergent Series. Determination of Limits of Divergent Sequences and Functions in Si…

    17/20

      sn = −12 cot(θ2)cos(nθ) +   12 sin(nθ) +   12 cot( θ2)    s =   12 cot   θ2 . 

       

    cos θ − cos2θ + cos 3θ − cos4θ + ... + (−1)n−1 cos(nθ) + ... =  12

    .

      sn =  12(cos((θ + π)(n + 1)) + tan

      θ2 · sin((θ + π)(n + 1)) + 1), s =   12 . 

       

    sin θ − sin2θ + sin 3θ − sin4θ + ... + (−1)n−1 sin(nθ) + ... =  12

     tan θ

    2.

      sn =  12(− tan   θ2 cos((θ + π)n) − sin((θ + π)n) + tan   θ2)    s =   12 tan   θ2 . 

       

    12k − 22k + 32k − 42k + ... + (−1)n−1n2k + ... = 0(k = 1, 2, 3,...).

      sn   = 22k(−1)n+1ζ (−2k,  n+12   ) + 22k(−1)nζ (−2k,  n+22   ) − 22k+1ζ (−2k) +

    ζ (−2k)     s = (1 − 22k+2)ζ (−2k) = 0. 

       

    12k+1−22k+1+32k+1−42k+1+ ... +(−1)n−1n2k+1+ ... =  22k+2 − 12k + 2

      B2k+2(k = 0, 1, 2,...).

      sn   = 22k+1(−1)n+1ζ (−2k −  1,  n+1

    2  ) + 22k+1(−1)nζ (−2k −  1,  n+2

    2  ) −

    22k+2ζ (−2k − 1) + ζ (−2k − 1)     s = (1 − 22k+2)ζ (−2k − 1) =   22k+2−12k+2   B2k+2. 

       

       

    1k + 2k + 3k + 4k + ... + nk + ... = − Bk+1k + 1

    (k = 1, 2, 3,...).

      sn =  1k+1

    km=0

    k+1m

    Bmn

    k+1−m   B1 =

      12 .

    s = limDn→+∞(  1k+1

    km=0

    k+1m

    Bmn

    k+1−m) =   1k+1

    km=0

    k+1m

    Bm lim

    Dn→+∞ n

    k+1−m =1

    k+1

    km=0

    k+1m

    Bm

     0−1 n

    k+1−mdn = −   1k+1

    km=0

    k+1m

    Bm

    (−1)k+2−mk+2−m   = −   1k+1 · Bk+1. 

     

  • 8/9/2019 General Method for Summing Divergent Series. Determination of Limits of Divergent Sequences and Functions in Si…

    18/20

       

     

      B1

     =   12

       B1

     = −

    1

    2  

    Bk+1 = 1 −k

    m=0

    k + 1

    m

      Bm

    k + 2 − m,

    Bk+1 = −k

    m=0

    k + 1

    m

      Bm

    k + 2 − m.

       

    1−s + 2−s + 3−s + 4−s + ... + n−s + ... =  ζ (s)(Re(s) <  1).

      sn =  H (s)n   = ζ (s) − ζ (s, n + 1)     S  = ζ (s)   

       

    1 + (−1) + 0 + 1 + (−1) + 0 + ... =  23

    .

      sn = 23  +   n3 − n3     s =   23 . 

       

    1 + (−1) + 0 + 1 + (−1) + 0 + ... =  13

    .

      sn = −−23 +   n3 + −13  +   n3     s =   13 . 

       

    x ∈ R\Z     x = −12  +  x +∞

    k=1sin(2kπx)

    k

    π 

       

    1 − 1! + 2! − 3! + 4! − ... + (−1)n−1(n − 1)! + ... = 0, 596347...

     sn = −e((−1)nE n+1(1)Γ(n+1)+Ei(−1))     s = −eEi(−1) = 0, 596347...

      E n(x) = +∞1

    e−xtdttn

       Ei(x) = − +∞−x

    e−tdtt

     

  • 8/9/2019 General Method for Summing Divergent Series. Determination of Limits of Divergent Sequences and Functions in Si…

    19/20

       

    1 + 1! + 2! + 3! + 4! + ... + (n−

    1)! + ... = 0, 697175...

      sn = (−1)nn!!(−n − 1)+!(−2) + 1     s =!(−2) + 1 = 0, 697175... 

       

    1 + 1

    2 +

     1

    3 +

     1

    4 +

     1

    5 +  ... +

     1

    n +  ... =  γ  = 0.57721566...

      sn = ln(n) + γ  + εn     εn ∼   12n     s =  γ.

      sn  =  H n =  ψ(0)(n + 1) + γ     s =  γ. 

     

     

       +∞0

    sin xdxD = 1,  

       +∞0

    ln x sin xdxD = −γ,  

       +∞0

    √ x tanh(

    √ x)dxD = −3

    4ζ (3).  

     

     

     

     

     

       

       +∞0

    sin xdxD = 1.

     

      !n =   Γ(n+1,−1)e

       Γ(a, x) = +∞x

      ta−1e−tdt

     

  • 8/9/2019 General Method for Summing Divergent Series. Determination of Limits of Divergent Sequences and Functions in Si…

    20/20

     

     +∞0   sin xdx

    D = − cos x|+∞0   = −(limDx→+∞(cos x + 0) − cos 0) = −(0 −1) = 1.   

          +∞0

    ln x sin xdxD = −γ.

     

     +∞0

      ln x sin xdxD = (Ci(x)−ln x cos x)|+∞0   = limDx→+∞(Ci(x)−ln x cos x)−limDx→0(Ci(x) − ln x cos x) = 0 − γ  = −γ.     Ci(x)− ln x cos x     ∞ cos x(ln  1

    x+O((1

    x)7))+cos x(−( 1

    x)2+   6

    x4− 120

    x6 +O(( 1

    x)7))+sin x( 1

    x−   2

    x3 + 24

    x5 +O(( 1

    x)7))+

    O(( 1x

    )9)−

    iπ1

    2 −  arg(x)

    π   + 0.

      Ci(x)− ln x cos x     0 γ  +   14x

    2(2ln x − 1) +   196x4(1 − 4 ln x) +   x6(6lnx−1)

    4320   + O(x7). 

          +∞0

    √ x tanh(

    √ x)dxD = −3

    4ζ (3).

     

     +∞0

    √ xh(

    √ x)dxD = (−2√ xLi2(−e−2

    √ x)−Li3(−e−2

    √ x)+2x

    32

    3  +2x ln(e−2

    √ x+

    1))|+

    ∞0   = limD

    x→+∞(−2√ xLi2(−e−2√ x

    ) − Li3(−e−2√ x

    ) + 2x

    32

    3   + 2x ln(e−2√ x

    +1) +0) −3ζ (3)4

      = 0 −   3ζ (3)4

      = −3ζ (3)4

      .   

         

         

         

     

       

       

     

     

      Ci(x) = − +∞x

    cos tdtt

     

      Lin(z) ≡+∞

    k=1zk

    kn