Harmonische Folge

Die ersten 10 Folgeglieder der harmonischen Folge

Die harmonische Folge ist die mathematische Zahlenfolge der Kehrwerte der positiven ganzen Zahlen, also die Folge[1]

1 , 1 2 , 1 3 , 1 4 , 1 5 , {\displaystyle 1,\;{\frac {1}{2}},\;{\frac {1}{3}},\;{\frac {1}{4}},\;{\frac {1}{5}},\cdots }

mit dem allgemeinen Glied

a n = 1 n n 1 {\displaystyle a_{n}={\frac {1}{n}}\quad n\geq 1} .

Jedes Glied der harmonischen Folge mit n 2 {\displaystyle n\geq 2} ist das harmonische Mittel seiner Nachbarglieder. Die Summation der Folgenglieder ergibt die harmonische Reihe.

Die alternierende harmonische Folge hat das allgemeine Glied[2]

a n = ( 1 ) ( n + 1 ) n n 1 {\displaystyle a_{n}={\frac {\left(-1\right)^{(n+1)}}{n}}\quad n\geq 1} .

Für k N {\displaystyle k\in \mathbb {N} } ist die verallgemeinerte harmonische Folge die Folge

( a n ) n N = ( 1 n k ) n N = ( 1 , 1 2 k , 1 3 k , 1 4 k , 1 5 k , ) {\displaystyle \left(a_{n}\right)_{n\in \mathbb {N} }=\left({\frac {1}{n^{k}}}\right)_{n\in \mathbb {N} }=\left(1,\,{\tfrac {1}{2^{k}}},\,{\tfrac {1}{3^{k}}},\,{\tfrac {1}{4^{k}}},\,{\tfrac {1}{5^{k}}},\,\ldots \right)}

Eigenschaften

  • Die harmonische Folge konvergiert gegen Null: lim n 1 n = 0 {\displaystyle \lim _{n\to \infty }{\tfrac {1}{n}}=0} .
  • Die harmonische Folge ist monoton fallend und hat nur strikt positive Folgenglieder.
  • Das Maximum der Folgenglieder und damit das Supremum ist 1. Das Infimum der Folgenglieder ist 0, welches aber nicht durch die Folge angenommen wird.

Quellen

  1. Uni Heidelberg: Folgen und Reihen Folge (F3) - abgerufen am 3. Januar 2015.
  2. Uni Heidelberg: Folgen und Reihen Folge (F7) - abgerufen am 3. Januar 2015.