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Dada una serie convergente de racionales positivos, ¿cuántos subserie puede convergen en el mismo número?

Vamos a tener una secuencia $a_n$ de números racionales positivos, que $\sum a_n = R \in \mathbb R$. Ahora Supongamos que $b_n$ es un subsequence de $a_n$ tal que $\sum b_n = r < R$. La pregunta es "puede haber un número incontable de subsecuencias de $a_n$ cuya suma es $r$, para alguna secuencia de racionales positivos $a_n$ y algunos $r\in\mathbb R$?"

Para ser claro en las definiciones, una secuencia y sus subsecuencias deben asignaciones de $\mathbb N\to X$, donde en este caso $X$ es el conjunto de números racionales positivos.

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user87023 Puntos 1

Sí, consideremos esta serie:

$$1+\frac12+\frac12+1+\frac14+\frac18+\frac18+\frac14+\frac1{16}+\frac1{32}+\frac1{32}+\frac1{16}+\cdots=4$$

Hay uncountably muchos subsecuencias suma a $2$. De cada cuadrúpedo de la forma $2a+a+a+2a$, podemos seleccionar cualquier $2a+a$ o $a+2a$.

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bof Puntos 19273

La serie $$\frac3{5^1}+\frac2{5^1}+\frac1{5^1}+\frac3{5^2}+\frac2{5^2}+\frac1{5^2}+\frac3{5^3}+\frac2{5^3}+\frac1{5^3}+\cdots=\frac32$ $ tiene continuo muchos subseries convergentes a $\frac34.$

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user21820 Puntos 11547

Hmm... ¿por Qué es tan complicado? $ \def\lfrac#1#2{{\large\frac{#1}{#2}}} $

$\dfrac12 + \dfrac12 + \dfrac14 + \dfrac14 + \dfrac18 + \dfrac18 + \cdots = 2$.

$\dfrac12 + \dfrac14 + \dfrac18 + \cdots = 1 < 2$. (Elija sólo uno de cada par.)

Mejor aún, para todos los reales positivos $r < 2$, hay una cantidad no numerable de subserie que convergen a ella! Aquí es un boceto de la prueba. Primero, escoja algunos subserie convergentes a $r$. Si es finito, sustituir el último plazo$\lfrac1{2^k}$$\lfrac1{2^{k+1}}+\lfrac1{2^{k+2}}+\lfrac1{2^{k+3}}+\cdots$. Así, podemos asumir la subserie tiene un número infinito de términos. Ahora bien, si la subserie omite algunas término de un número infinito de pares de la serie original, entonces es evidente que estamos hecho. Si no, la subserie incluye cada término a partir de cierto punto en adelante, pero debe omitir algunas plazo antes de eso, y de ahí que podamos cambiar la subserie a utilizar la última omitido plazo en lugar de uno de cada pareja después de que. Ahora tenemos una subserie con infinidad de términos que no vienen en pares, y, por tanto, como antes hemos terminado!


Si desea una secuencia con distintos términos, que es fácil de obtener a partir de la anterior. Basta con sustituir cada par $(\lfrac1{2^k}+\lfrac1{2^k})$$(\lfrac1{2^k}+\lfrac1{2^k·7}+\lfrac6{2^k·7})$. Básicos de la teoría de números, no hay dos racionales de la forma $\lfrac{6^a}{2^k·7^b}$ puede ser el mismo, a menos que $k,a,b$ son los mismos. A continuación, utilice el mismo argumento como el anterior, el tratamiento de la $(\lfrac1{2^k·7}+\lfrac6{2^k·7})$ el mismo que $\lfrac1{2^k}$ en el original.

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