Verifica sperimentalmente che | n ∑ k = 1 |
1/k | − log(n) per n → ∞ converge. |
Per il valore del limite cerca "gamma constant" [γ] in WolframAlpha. |
La cosa può essere verificata con un semplice script (vedi).
Verifichiamo la cosa anche con R:
a <- function(n) 1/n ## a(n) elemento n-esimo della sommatoria N <- function(n) seq(1,n,1) ## N = 1 2 ... n S <- function(n) sum(a(N(n))) ## somma a(1)+...a(n) = 1/1+...+1/n # S(1); S(10); S(100); S(1000) # 1 2.928968 5.187378 7.485471 ## Capisco che S diverge: for(n in 0:6) print( S(10^n) ) # 1 2.928968 5.187378 7.485471 9.787606 12.09015 14.39273 ## A conferma vedo che moltiplicando l'input per 10 il ## valore tende a crescere di una costante: for(n in 1:8) print( S(10^n)-S(10^(n-1)) ) # 1.928968 2.258409 2.298093 2.302135 2.30254 # 2.302581 2.302585 2.302585 ## Posso concludere che l'andamento di S tende ad essere logaritmico. ## [ log(x*10) = log(x)+log(10) e log(10) = log(10) = 2.302585 ] ## Quindi considero il limite che è chiesto di studiare: ## [ ma per la formulazione dell'esercizio potevo a fare direttamente ciò: ## avevo già l'informazione che l'andamento di S è logaritmico ] # F <- function(n) S(n))-log(n) for(n in 0:6) print(F(10^n)) # 1 0.6263832 0.5822073 0.5777156 0.5772657 0.5772207 0.5772162 for(n in 0:8) print(F(10^n),12) # 1 0.626383160974 0.582207331652 0.577715581568 0.577265664068 # 0.577220664893 0.577216164901 0.577215714902 0.577215669902 for(n in 1:8) print( F(10^n)-F(10^(n-1)), 12) # -0.373616839026 -0.0441758293227 -0.00449175008332 -0.00044991750001 # -4.49991749996e-05 -4.4999917499e-06 -4.49999918217e-07 -4.49999930652e-08 ## 4.5+0.45+0.045+0.0045+0.00045+... = 5 Concludo che il limite ha valore ## arrotondato pari a: print(0.577215669902-5e-9, 12) # 0.577215664902
Verifico con WolframAlpha:
γ = 0.577215664901532860606512090082402431042...
Il numero γ è chiamato costante di Eulero-Mascheroni (Eulero dimostrò
che questo limite esiste nel 1734, Lorenzo Mascheroni ne studiò il valore nel 1790).
La costante γ ha importanza in molte aree matematiche.
Ad oggi (2016) non si sa ancora se γ sia razionale o no.