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Demostrar que si $a_1 + a_2 + \ldots$ converge entonces converge $a_1+2a_2+4a_4+8 a_8+\ldots$ y $\lim na_n=0$

Deje $a_1,a_2,a_3,\ldots$ ser una disminución de la secuencia de números positivos. Mostrar que

(a) si $a_1+a_2+\ldots$ converge, a continuación, $\lim_{n\rightarrow\infty} n a_n=0$

(b) $a_1+a_2+\ldots$ converge si y sólo si $a_1+2 a_2+4 a_4 +\ldots $ converge.

(a)

Si $\sum a_i$ converge para cualquier $\epsilon>0$ natural de número de $N_1$ que si $n>N_1$ $$2n \cdot a_{2n} \le\sum_{i=n}^{2n} a_i <\epsilon$$ Nos leva de la misma manera con la extraña términos y para los que recibieron $\epsilon>0$ $N_2$ tal que $$(2n+1) \cdot a_{2n+1} \le\sum_{i=n+1}^{2n+1} a_i <\epsilon$$ Así, por cada $\epsilon>0$ hay $N=\max\{N_1,N_2\}$ de manera tal que siempre que $n>N$$na_n <\epsilon$.

Es esta la forma correcta de la prueba de la fascinante hecho?

(b)

Si el segundo de la serie converge, entonces a partir de la $a_1,a_2,\ldots$ es la disminución de la secuencia de nonegative números, a partir de la prueba de comparación sabemos que el primero de la serie converge.

De lo contrario voy a demostrar que las sumas parciales de la segunda serie son acotados. $$\begin{align*} a_1+\frac12\sum_{i=1}^N2^ia_{2^i}&=a_1+a_2+2a_4+4a_8+\dots+2^{N-1}a_{2^N}\\ &\leq a_1+ a_2+a_3+a_4+a_5+a_6+a_7+a_8+\dots+a_{2^{N-1}+1}+\dots+a_{2^N-1}+a_{2^N}\\ &\leq \sum_{i=1}^\infty a_i<\infty \end{align*}$$

3voto

Andres Mejia Puntos 722

Si usted está interesado, la prueba de condensación de Cauchy es realmente un caso especial de la prueba de Schlömilch. La prueba es en realidad relativamente simple y muy simplemente indicada (con algunos detalles que faltan) aquí: http://arxiv.org/pdf/1011.4697.pdf.

La generalización abarca muchos de la misma serie que el examen integral de lo contrario, por lo que su utilidad se disminuye parcialmente.

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