¿Qué es [math] 1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6 + \ cdots [/ math] en el infinito ([math] \ infty [/ math])?

Esta serie diverge. No es igual a -1/12 como algunos reclaman. Hay dos tipos comunes de “pruebas” que las personas proporcionan para esta declaración y ambas tienen fallas.

El tipo más común de prueba defectuosa (y lo veo en algunas de las respuestas aquí, supone que puedes simplemente reorganizar los términos de cualquier serie infinita y aún así obtener la misma respuesta. Esto no siempre es cierto porque la propiedad conmutativa de la adición no es válido para todos los tipos de series infinitas. La propiedad conmutativa nos dice que podemos sumar números en cualquier orden y la respuesta siempre será la misma, por lo que a + b = b + a. Esta propiedad solo se aplica a series infinitas que Sin embargo, son absolutamente convergentes. Una serie absolutamente convergente es aquella en la que las series convergen y las series compuestas por el valor absoluto de cada uno de los términos también convergen. Para obtener una explicación de por qué esto es cierto, haga una investigación sobre el Teorema de reordenamiento de Riemann. Aquí hay una explicación bastante sencilla: Página en washington.edu

Las supuestas pruebas de muchas personas de que 1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6 … converge a -1/12 aseguran que puede reorganizar o cambiar los valores de la serie 1-1 + 1-1 + 1-1 … y agregarlo a sí mismo para encontrar a qué valor converge. Sin embargo, no puede cambiar o reorganizar los términos de esta serie, ya que no es absolutamente convergente. Podemos ver esto sin siquiera verificar si la serie en sí es convergente porque la serie formada por el valor absoluto de los términos claramente difiere. Las sumas parciales de las series 1 + 1 + 1 + 1 + 1 … vienen dadas por la función s (n) = n. El límite cuando n se acerca al infinito de s (n) = n es claramente infinito, por lo que la serie no converge. Por lo tanto, 1-1 + 1-1 + 1 … no puede ser absolutamente convergente. Por lo tanto, los términos de la serie no se pueden reorganizar y aún así dar la misma suma, y ​​el método completo de moverse alrededor de los términos y agregar la serie a sí mismo no es matemáticamente válido.

Otros citarán la función Zeta de Riemann para mostrar que 1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6… = -1/12, pero esto se debe a una suposición incorrecta acerca de la función Zeta de Riemann. Mucha gente parece creer que esta es la función real de Riemann Zeta:

(La letra ondulada es una zeta, por cierto).
Si ese fuera el caso, la función Zeta de Riemann cuando s = -1 sería igual a 1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6 … Además, zeta (-1) realmente es igual a -1/12. Es cierto entonces, ¿verdad? 1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6 … ¿realmente es igual a -1/12? ¡No! La ecuación en la imagen es un impostor! Esa fórmula solo dará los mismos valores que la función Zeta de Riemann cuando s tiene un componente real mayor que 1 (si no sabe qué es un número complejo, piense que esta condición es s> 1). -1 es, por supuesto, menos de 1, por lo que necesita la función real de Riemann Zeta aquí, que se ve así:


Cuando conectas -1 en for s aquí, no solo obtienes la serie 1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6…, sino que obtendrás -1/12. Se podría pensar que el valor zeta es análogo de alguna manera a la suma de esta serie, pero no son exactamente lo mismo. Es el valor dado por la función Riemann Zeta que tiene aplicaciones reales en física y matemáticas, mientras que 1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6 … simplemente diverge.

¡Espero que esto ayude!
Si desea una explicación mucho mejor de la función Zeta de Riemann que no requiere muchos conocimientos avanzados de análisis complejo, le sugiero que consulte esta fuente: Página en jhu.edu

Obviamente, es -1/12. Esa es definitivamente la única respuesta que tiene sentido (intención del sarcasmo).

Para ver por qué, deberíamos probarlo en tres partes.
Primero, considere la serie K = 1-1 + 1-1 + 1-1….
K + K = 1, entonces K = 1/2

Segundo, considere la serie J = 1-2 + 3-4 + 5-6….
J + J = K, entonces J = 1/4

En tercer lugar, considere S = 1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6….
S-4S = 1-2 + 3-4 + 5-6… = J
entonces S = -J / 3 = -1/12

y voila, logramos -1/12. Como se puede ver, esta serie también difiere, por lo que, naturalmente, se sigue que -1/12 también es infinito, pero ¿a quién le importa?

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Explicación adicional:
Primer paso:
1-1 + 1-1 + 1-1… (K)
1-1 + 1-1 + 1… (K)
= 1 + 0 + 0 + 0 + 0… = 1

=> 2K = 1
=> K = 1/2

Segundo paso:
1-2 + 3-4 + 5-6…. (J)
1-2 + 3-4 + 5…. (J)
= 1-1 + 1-1 + 1-1…. = K

=> 2J = K
=> J = K / 2 = 1/4

Tercer paso:
1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6 + 7 + 8 + 9 + 10…. (S)
-4 -8 -12 -16 -20… (-4S)
= 1-2 + 3-4 + 5-6 + 7-8 + 9-10 … .. = J

=> S-4S = J
=> S = -J / 3 = -1/12

Esta serie diverge a ∞.

Como las personas ya han demostrado, puedes usar métodos poco fiables para hacer que parezca correlacionado con algún valor finito. Vamos a mostrar que en realidad es 0 en lugar de -1/12. (¿No sería estupendo si ese fuera el caso? ¡Entonces podría considerarse que es tanto el producto de todos los números naturales como la suma de todos los números naturales!)

En primer lugar, definamos [math] S = \ sum_ {i = 1} ^ \ infty i = 1 + 2 + 3 + \ ldots [/ math].

[math] \ sum_ {i = 1} ^ \ infty 2i = 2 + 4 + 6 + \ ldots = 2S [/ math],
[math] \ sum_ {i = 1} ^ \ infty (2i-1) = 1 + 3 + 5 + \ ldots = [/ math]
[math] 1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6 + \ ldots + [/ math]
[math] 0 + 1 + 2 + 3 + 4 + 5 + \ ldots = [/ math]
[math] \ sum_ {i = 1} ^ \ infty i + 0 + \ sum_ {i = 1} ^ \ infty i = 2S [/ math]

[math] \ sum_ {i = 1} ^ \ infty 2i + \ sum_ {i = 1} ^ \ infty (2i-1) = 2S + 2S = [/ math]
[math] 2 + 4 + 6 + \ ldots + 1 + 3 + 5 + \ ldots = [/ math]
[math] 1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6 + \ ldots = \ sum_ {i = 1} ^ \ infty i = S [/ math].

Finalmente, ya que 4S = S, debemos concluir que S = 0. ¡Al menos si compramos todos los pasos realizados, lo que probablemente no deberíamos!

Tenga en cuenta que el método de resumen de Ramanujan, que es un tipo de análisis riguroso, asigna -1/12 a la serie. Sin embargo, esto no significa que sea convergente.

No necesitas agregar nada juntos. Hay dos mejores maneras de responder a esto.

1) ¿Cuál es el término más grande en la serie? Claramente, el término más grande es el término más grande ya encontrado + 1. El cual es ilimitado. Si el término más grande es infinito, entonces la suma debe ser infinita (o para ser más matemática, diríamos que la suma diverge).

2) Prueba por contradicción. Supongamos que la suma converge. Luego, para cualquier número de términos k: k> 0 , 1 + 2 + 3 +… + (k-2) + (k-1) + k = S, donde S es una suma convergente, es decir, la adición de Los términos de la serie no aumentarán S.

Ahora, m = 1 + 2 + 3 +… + (k-2) + (k-1) + k + (k + 1), que = S + k + 1. Pero como k> 0 y 1> 0 , k + 1> 0. Por lo tanto, S + k + 1> S, que contradice S como una suma convergente.

Digamos que [math] A [/ math] [math] = 1 + 2 + 3 + 4 +… [/ math], [math] B [/ math] [math] = 1-1 + 1-1 +… [ / math], y [math] C = 1-2 + 3-4 +… [/ math]

B puede ser igual a 1 o 0. Podría decir: [math] B = 1-1 + 1-1 + = 1 + (- 1 + 1) + (- 1 + 1) +… = 1 + 0 + 0 + 0 +… = 1 [/ math]. O podría decir: [math] B = (1-1) + (1-1) +… = 0 + 0 + 0 + 0 +… = 0 [/ math]. Por lo tanto, la suma de Césaro es [math] 1/2 [/ math].

Hagamos [math] 2 * C [/ math], [math] 2 * C = C + (0 + C) [/ math].

[math] (1–2 + 3–4 + 5-…) + (0 + 1–2 + 3–4 +…) = 1-1 + 1-1 + 1-… = 1/2 [/ math]

Entonces, [math] 2C = 1/2 [/ math]. O, [math] C = 1/4 [/ math].

Ahora vamos a hacer [math] AC [/ math],

[math] (1 + 2 + 3 + 4 + 5 +…) – (1–2 + 3–4 + 5-…) = 0 + 4 + 0 + 8 + 0 +… = 4A [/ math]

Ahora tenemos: [math] 4A = AC. [/ Math] Usando la sustitución obtenemos [math] 4A = A-1/4 [/ math]. Ahora tenemos que obtener A por sí misma, [math] 3A = -1 / 4 [/ math]. Ahora divide ambos lados entre 3 para obtener [math] A = -1 / 12 [/ math]. Así es como dije [math] 1 + 2 + 3 + 4 +… = -1 / 12 [/ math].

La respuesta es el infinito. Con cualquier serie, digamos que quieres saber la suma de todos los números del 1 al 100, todo lo que tienes que hacer es sumar el primer número (1) con el último número (100) obteniendo 101. Luego, el segundo # (2) ) añadido al siguiente al último número (99) también es igual a 101. Si sigues haciendo esto, siempre obtendrás 101. Pero como usaste 2 números de la serie para obtener 101, debes multiplicar 101 por 50, 1/2 el número de enteros en la serie. Entonces, la respuesta es 101 X50 = 5050, la suma de los números individuales en las series 1 a 100. Para obtener tu respuesta, solo necesitas hacer 1 cosa. Agrega el primer y último número de tu serie. Infinito +1 = Infinito. Divide el infinito por cualquier cosa y sigue siendo infinito.

Esta pregunta fue abordada anteriormente:
¿Cuáles son las aplicaciones prácticas del hecho de que [math] 1 + 2 + 3 + 4 + 5 +… = – \ frac {1} {12} [/ math]?

Copiado de mi respuesta anterior:

[Un video sobre esto] fue publicado hace unos meses por Page en badastronomer.com y generó críticas sustanciales.

La presentación es engañosa y también es mala matemática. La prueba dada no es válida.

Se presenta como smart-alecky. ¡Vaya, los nerds matemáticos son mucho más inteligentes que el resto de ustedes!

La serie obviamente diverge. Existen tratamientos especializados que le dan un valor, pero afirmar que son la “suma” de la serie es deshonesto. Un poco como reclamar 1 + 1 = 10, y no decirle a nadie que estás usando aritmética binaria.

¿1 + 2 + 3 … es igual a -1/12? | Roots of Unity, la red de blogs de Scientific American

La respuesta es (n * (n + 1)) / 2)

Para los números del 1 al 5.

1 + 5 = 6
2 + 4 = 6
3

Para los números del 1 al 6.

1 + 6 = 7
2 + 5 = 7
3 + 4 = 7

Esto se deriva de la cantidad de veces que puede hacer n + 1 respuestas.

El hecho lógico y generalmente conocido dice que debe ser infinito.

pero el infinito es algo que realmente no entendemos, es misterioso

De todos modos, cuando el gran matemático ramanujan estaba trabajando en la función de euler zeta, se le ocurrió esta teoría que dice que es igual -1/12 pero que nunca se explicó realmente, algunas personas dicen que redefinió el significado de igual. para firmar ‘=’ así que no sabemos exactamente lo que eso significa

“Le dije que la suma de un número infinito de términos de la serie: 1 + 2 + 3 + 4 + · · · = −1/12 bajo mi teoría. Si le digo esto, de inmediato me señalará El manicomio como mi objetivo “.
-S. Ramanujan en una carta a GH Hardy

así que legalmente la respuesta es infinito

pero nunca se sabe qué matemáticas mágicas se escondieron en su interior … ¡así que explora!

Ver .. esta pregunta es un gran misterio en sí mismo ..

Si seguimos la tendencia general … es decir, para n números naturales, la respuesta será n (n + 1) / 2

Pero según la suma de Ramanujan, para los términos infinitos la respuesta es –1/12

Así que consideremos dos sumas:

[math] 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + \ ldots \ hspace {2cm} (1) [/ math]

[math] 1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6 + \ ldots \ hspace {2cm} (2) [/ math]

[math] (1) [/ math] diverge al infinito – esto es bastante fácil de ver, seguimos agregando uno y continuamos para siempre.

Cada término en [math] (2) [/ math] es mayor (o igual) que su equivalente en [math] (1) [/ math], por lo que su suma también debe ser mayor que la suma en [math] (1 )[/mates]. Así que esto también es infinito.

Si alguien te dice que la respuesta es en cambio [math] – \ dfrac {1} {12} [/ math] Recomendaría retroceder lentamente y no hacer ningún movimiento repentino que pueda alarmarlos. Cuando tenga la oportunidad, avise a las autoridades locales que un loco está en el roaming.

La secuencia está en progresión aritmética.

La suma de n números viene dada por la fórmula Sn = n / 2 [2a + (n-1) d] donde Sn es la suma de n números, n es el número de componentes, a es el primer número yd es la diferencia entre dos números consecutivos números

Por lo tanto, Sn = n / 2 [2 * 1 + (n-1) 1]

Por lo tanto, Sn = n / 2 [2 + n-1]

Por lo tanto, Sn = n / 2 (n + 1)

Esta es la suma requerida.

Esa pregunta es imposible de responder, ya que tendrías una serie infinita que tiene un último término de infinito.

Una suma infinita, cuyo último término es infinito [de alguna manera], tendrá una suma total de infinito.

El método de la suma de Riemann, que se usa para mostrar que la suma de los números naturales es -1, aún no puede calcular la suma de todos los números primos [math] 2 + 3 + 5 + 7 + \ cdot s [/ math]. Landau y Walfisz (1919) mostraron que la función zeta principal definida por [math] P (s) = \ tfrac {1} {2 ^ s} + \ tfrac {1} {3 ^ s} + \ tfrac {1} { 5 ^ s} + \ tfrac {1} {7 ^ s} + \ cdots [/ math] no se puede continuar analíticamente más allá de [math] \ Re (s)> 0 [/ math], debido a la agrupación de puntos singulares a lo largo el eje imaginario que surge de los ceros no triviales de la función zeta de Riemann, por lo que no obtenemos un valor natural para [math] P (-1) [/ math].

Para más, siga aquí.

Para cualquier n , la suma de los enteros entre 1 y n inclusive es


Esta suma no converge en ningún límite finito; Si n es infinito, la suma es infinita. (Es decir, la suma de todos los enteros positivos es infinita).

Es un número que es ordinal e infinito. Será igual al número de números naturales, es decir, el número cardinal infinito más bajo, [math] \ aleph_0 [/ math] aleph zero.
Esto es, porque esta suma es totalmente contable: 1-> 1; 3-> 2; 6-> 3; 10-> 4; 14-> 5; 21-> 6 etcétera. De ello se deduce que el número cardinal de la suma es igual al número de números naturales, es decir, [math] \ aleph_0 [/ math].

La suma diverge (no una suma finita). Pero….

… esta suma es igual a [math] \ zeta (-1) [/ math] que diverge (función zeta de Riemann – Wikipedia), a menos que esté dispuesto a considerar la continuación analítica de esta función que nos permite darle un valor de -1/12.

Al igual que [math] \ sqrt {-1} [/ math] no está definido para números reales, pero podemos definirlo para que tenga un valor complejo de i, también podemos definir [math] \ zeta (-1) [/ math] tener un valor … en este caso ese valor es -1/12.

Entonces, en este caso, tu suma es -1/12.

Mira este video “controvertido” (que no cuenta toda la historia):

Cualquiera que te diga que la suma es infinita está equivocado. La respuesta es -1/12. Sé que no es lógico, por eso todos te dicen la respuesta incorrecta. La serie es ciertamente divergente, pero eso no significa que no podamos resumirla o que sea infinito.

Una simple “prueba” ya fue escrita por Connor Strynkowski .
Así que le daré un enlace a una conferencia que brinda una respuesta mejor y un poco más complicada sobre cómo calcular sumas divergentes. Este es un curso de física matemática por Carl Bender:

disfrutar.

La suma de los números naturales está dada por:

n (n + 1) / 2

, donde n es la primera n de las series

Por ejemplo:

Sea n es – 3

Entonces suma de 1 + 2 + 3 = 6

Por encima de la expresión,

Pon n = 3

Suma: 3 (4) / 2

= 6

Y para n tiende el infinito.

La suma es infinita ..

La suma de todos los números naturales tiene dos valores, dependiendo de si contamos desde 0 o desde 1. Sea [math] \ sum_ {n \ ge1} 1 = \ omega _- [/ math] el número de todos los enteros positivos y [ math] \ sum_ {n \ ge0} 1 = \ omega _ + = \ omega _- + 1 [/ math] el número de todos los enteros no negativos. Entonces

[math] \ sum_ {n \ ge1} n = \ sum_ {n \ ge0} (n + 1) = – \ frac {\ omega _ + ^ 2} 2 [/ math]

y

[math] \ sum_ {n \ ge0} n = – \ frac {\ omega _- ^ 2} 2 [/ math]

Así podemos escribir eso.

[math] 1 + 2 + 3 + 4 + 5 +… = – \ frac {\ omega_ \ pm ^ 2} 2 [/ math]

La parte estándar de las dos expresiones es la misma, [math] -1/12 [/ math]:

[math] \ operatorname {st} (1 + 2 + 3 + 4 + 5 +…) = \ operatorname {st} \ left (- \ frac {\ omega _- ^ 2} 2 \ right) = \ operatorname {st} \ left (- \ frac {\ omega _ + ^ 2} 2 \ right) = – \ frac {B_2} 2 = – \ frac {-2 \ zeta (-1)} {2} = – \ frac {1} { 12} [/ math]

La diferencia entre estos dos valores es

[math] \ left (- \ frac {\ omega _- ^ 2} 2 \ right) – \ left (- \ frac {\ omega _ + ^ 2} 2 \ right) = \ omega _- + 1/2 = \ frac { \ omega _- + \ omega _ +} 2 [/ math]

Su parte estándar es cero:

[math] \ operatorname {st} (\ omega _- + 1/2) = \ operatorname {st} \ left (\ frac {\ omega _- + \ omega _ +} 2 \ right) = 0 [/ math]

Los términos dados están en AP.

Entonces, sea ‘n’, ‘a’ y ‘d’ el último término, primer término y diferencia común respectivamente.

Por lo tanto, la suma de n términos = n / 2 {2a + (n-1) d}