调和数

调和(级)数可以指跟约数和有关的整数欧尔调和数。在数学上,第n个调和数是首n个正整数的倒数和,即

它也等于这些自然数的调和平均值的倒数的倍。它可以推广到正整数的倒数的之和,即

调和数的性质

根据定义,调和数满足递推关系

它也满足恒等式

计算

对于第n项调和数,有以下公式

设:,由此得到

对于调和数,当n不是太大时,可以直接计算。

当n特别大时,可以进行估算。

因为

由此得到

当n越大时,估算越精确。

更精确的估算是

其中是第k项伯努利数

由估算看来,调和数是发散的,即: Hn 在n趋于无穷时没有极限

很早就有数学家研究,比如中世纪后期的数学家Oresme在1360年就证明了这个级数是发散的。他的方法很简单:

1+1/2+1/3+1/4+1/5+1/6+1/7+1/8+...

1/2+1/2+(1/4+1/4)+(1/8+1/8+1/8+1/8)+...

注意后一个级数每一项对应的分数都小数调合级数中每一项,而且后面级数的括号中的数值和都为1/2,这样的1/2有无穷多个,所以后一个级数是趋向无穷大的,进而调合级数也是发散的。

广义调和数

广义调和数满足

由此,我们得到

对于任意两个正整数p和q,并且p<q,我们有

微积分

对于每一个大于0的x,有

由此,得

对于每一个n,有

其他数列

根据定义,其他类似于调和数的数列有以下计算方法:

时间: 2024-11-05 16:00:25

调和数的相关文章

康复计划#3 简单常用的几种计算自然数幂和的方法

本篇口胡写给我自己这样的东西都忘光的残废选手 以及暂时还不会自然数幂和的人- 这里大概给出最简单的几种方法:扰动法(化为递推式),斯特林数(离散微积分),高阶差分(牛顿级数),伯努利数(指数生成函数)- 不同方法的思维难度.普适程度.实现难度.时间复杂度上面都有差异-同时自然数幂和是探究各种求和方法的经典例子,了解多一点它的做法对于处理各种求和问题是有所帮助的- 问题:求$\sum_{k=0}^{n} k^t$,其中$t \in \mathbb{N}$是一个常数.要求求解的时间复杂度与$n$无关

ACM主要内容

转自:http://blog.csdn.net/hnuzengchao/article/details/7283609 1:数学 1.1:数论 1.1.1:中国剩余定理1.1.2:欧拉函数1.1.3:欧几里得定理 1.1.3.1:欧几里得定理 1.1.3.2:扩展欧几里得 1.1.4:大数分解与素数判定1.1.5:佩尔方程 1.2:组合数学 1.2.1:排列组合1.2.2:容斥原理1.2.3:递推关系和生成函数1.2.4:Polya计数法1.2.4.1:Polya计数公式1.2.4.2:Burn

算法分类合集(转)

ACM 所有算法 数据结构 栈,队列,链表 哈希表,哈希数组 堆,优先队列双端队列可并堆左偏堆 二叉查找树Treap伸展树 并查集集合计数问题二分图的识别 平衡二叉树 二叉排序树 线段树一维线段树二维线段树 树状数组一维树状数组N维树状数组 字典树 后缀数组,后缀树 块状链表 哈夫曼树 桶,跳跃表 Trie树(静态建树.动态建树) AC自动机 LCA和RMQ问题 KMP算法 图论 基本图算法图广度优先遍历深度优先遍历拓扑排序割边割点强连通分量Tarjan算法双连通分量强连通分支及其缩点图的割边和

C++ Primer Pluse_7_课后题

#include <iostream> using namespace std; double Sum2(double x, double y) { double sum = 0; if (x + y < 0.0000000001) { cout << "x, y 的调和数为无穷大:\n"; system("pause"); exit(0); } sum = 2.0*x*y / (x + y); return sum; } void t

初来乍到的新人而已

我是个新人,博客新人,也是编程的新人,我比较喜欢研究一些新奇的东西,数学的东西,我数学也确实不是很怎么样,但我觉得数学是个很神奇的东西,所以科学的基础,真正的计算机研究者必须懂数学(不然就是一个只会编码的码农,很苦逼的板砖者),开这个博客的目的是想与有共同爱好的人一起交流,最近想研究一下Donald E. Knuth大师的做品具体数学>,不过估计有太多的看不懂的地方,我也想把它写出来与大家讨论交流..... 我先把它的目录写出来: 第1章 递归问题1.1 河内塔1.2 平面上的直线1.3 若瑟夫

算法15---数论1---完全数

算法15---数论1---完全数 完全数是一些特殊的自然整数.完全数等于其所有因子之和.所谓因子是所有的可以整除这个数的数,而不包括这个数本身. 一些完全数的概念 (1)亏数:当一个自然数的所有因子之和小于该自然数,那么该自然数便是亏数: (2)盈数:当一个自然数的所有因子之和大于该自然数,那么该自然数便是盈数: (3)完全数:当一个自然数的所有因子之和等于该自然数,那么该自然数便是完全数: 相关的结论 1 每一个完全数都可以表示成连续自然数之和 2 每个完全数都是调和数: 若一个正整数n的所有

编程进阶(转载)

ACM算法列表 ACM所有算法 数据结构 栈,队列,链表 哈希表,哈希数组 堆,优先队列双端队列可并堆左偏堆 二叉查找树Treap伸展树 并查集集合计数问题二分图的识别 平衡二叉树 二叉排序树 线段树一维线段树二维线段树 树状数组一维树状数组N维树状数组 字典树 后缀数组,后缀树 块状链表 哈夫曼树 桶,跳跃表 Trie树(静态建树.动态建树) AC自动机 LCA和RMQ问题 KMP算法 图论 基本图算法图广度优先遍历深度优先遍历拓扑排序割边割点强连通分量Tarjan算法双连通分量强连通分支及其

【BZOJ】【4146】 【AMPPZ2014】Divisors

暴力 由于值的范围很小($ \leq 2*10^6$),所以用一个cnt数组统计每个值有多少个数,然后从小到大,统计每个数的倍数即可. 根据调和数?的神奇性质= =这样是$O(nlogn)$的…… 1 /************************************************************** 2 Problem: 4146 3 User: Tunix 4 Language: C++ 5 Result: Accepted 6 Time:4644 ms 7 Mem

数学女孩

第 1 章 数列和数学模型 第 2 章 一封名叫数学公式的情书 第 3 章 ω的华尔兹 第 4 章 斐波那契数列和生成函数 第 5 章 基本不等式 第 6 章 在米尔嘉旁边 第 7 章 卷积 第 8 章 调和数 第 9 章 泰勒展开和巴塞尔问题 第 10 章 分拆数