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¿Es posible que $\sum a_{\sigma(n)}$ converge iff $\sum b_{\sigma(n)}$ difiere para cada permutación $\sigma :\mathbb N\to \mathbb N$?

Aquí está mi pregunta: ¿Es posible encontrar un par de series de $\sum a_n, \sum b_n,$ teniendo cada uno de los reordenamientos que convergen de forma condicional, de tal manera que $\sum a_{\sigma(n)}$ converge iff $\sum b_{\sigma(n)}$ diverge para cada permutación $\sigma :\mathbb N\to \mathbb N$?

Lo que si tenemos en cuenta que más de dos conjuntos (en el caso finito resto será probablemente de inducción)? Yo intencionalmente no se dividen en casos como el de "B es divergente, pero tiene punto límite en la extensión del número real de la línea" ya que creo que serán probablemente similares, pero por favor me corrija si estoy equivocado.

Como siempre, siéntase libre de volver a etiquetar.

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zhw. Puntos 16255

No hay ningún ejemplo. Supongamos $\sum a_n, \sum b_n$ cada uno tiene reordenamientos que converge condicionalmente. Entonces no es una permutación $\sigma :\mathbb N\to \mathbb N$ tanto $\sum a_{\sigma(n)}, \sum b_{\sigma(n)}$ divergen.

Prueba: Vamos a $A^+ = \{n: a_n\ge 0\}, A^-\{n: a_n< 0\},$ $B^+ = \{n: b_n\ge 0\}, B^-\{n: b_n< 0\}.$ Recordemos que

$$\sum_{n\in A^+}a_n = \infty,\, \sum_{n\in B^+}b_n = \infty\,\, $$

$$\sum_{n\in A^-}a_n = -\infty,\, \sum_{n\in B^-}b_n = -\infty.$$

Queremos pensar de los conjuntos de $A^+, A^-,$ $B^+, B^-$ en su orden natural. Voy a ser inductivo a la elección de subconjuntos finitos de estos conjuntos. En cada paso voy a ser la elección de un segmento inicial, en fin, de lo que queda de $A^+, A^-,$ $B^+, B^-$ a medida que nos movemos a lo largo. Para garantizar una permutación surge de estas opciones.

Elija $A_1 \subset A^+$ tal que $\sum_{n\in A_1}a_n > 1.$, a Continuación, elija $B_1 \subset B^+\setminus A_1$ tal que $\sum_{n\in B_1}b_n > 1.$ el Próximo elija $A_2\subset A^- \setminus (A_1\cup B_1)$ tal que $\sum_{n\in A_2}a_n < -1.$ Y, a continuación, $B_2\subset B^- \setminus (A_1\cup B_1\cup A_2)$ tal que $\sum_{n\in B_2}b_n < -1.$

Continuamos la elección de los conjuntos de $A_k,B_k$ de esta manera. Por extraño $k,$ $\sum_{n\in A_k} a_n$ es una suma positiva, incluso para $k$ es de suma negativa. Mismo para el $b_n$'s. No sabemos nada acerca de las sumas $\sum_{n\in B_k} a_n, \sum_{n\in A_k} b_n ,$ pero no tenemos.

Ahora los conjuntos de $A_1,B_1, A_2, B_2, \dots$ definir una permutación $\sigma$ $\mathbb N.$ Se sigue que, tanto en $\sum a_{\sigma(n)}, \sum b_{\sigma(n)}$ divergen. Por qué? Porque ni la suma es de Cauchy. No importa lo lejos que vaya en estas sumas, usted encontrará finito de cadenas de $A_k,B_k$ más allá de ese punto tal que $ \sum_{n\in A_k} a_n >1, \sum_{n\in B_k} b_n >1.$ Que viola el criterio de Cauchy.

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