数学就是这么有趣。
1+2+3+4+5+6+••• = -1/12
正数相加怎么会等于负数,而且是-1/12?有悖于我们的传统思维和理解呀。
那让我们来证明。

C = 1+2+3+4+5+6+•••
那么

4*C = 4+8+12+16+20+24+•••
然后
C-4*C = 1+(2-4)+3+(4-8)+5+(6-12)+7+(8-16)+•••

也就是

-3*C = 1-2+3-4+5-6+7-8+•••
好的,我们看看右边会等于什么。

首先,下面这个乘积会是什么?

(1-1+1-1+1-1+•••)*(1-1+1-1+1-1+•••) = ?
把它们的乘积表示成一个表格,
第一列是第一个乘数1-1+1-1+1-1+•••

第一行是第二个乘数1-1+1-1+1-1+•••
然后展开为表格中对应的元素如下:

1

-1

1
-1

1
-1

1

1

-1

1

-1

1

-1

-1

-1

1

-1

1

-1

1

1
1

-1

1

-1

1

-1

-1

-1

1

-1

1

-1

1

1

1

-1

1

-1

1

-1

-1

-1

1

-1

1

-1

1

这时,我们看表中带相同颜色背景的对角线元素,

绿色的对角线1,

粉红色对角线两个-1之和为-2,

黄色对角线三个1之和为3,

淡蓝色对角线四个-1之和为-4,

红色对角线五个1之和为5,

蓝色对角线六个-1之和为-6,

以此类推,

我们得到:
1-2+3-4+5-6+7-8+•••
正好是前面等式
-3*C = 1-2+3-4+5-6+7-8+•••

的右边。
从表格,我们知道
(1-1+1-1+1-1+•••)*(1-1+1-1+1-1+•••) = 1-2+3-4+5-6+7-8+•••
那么,我们得到

-3*C = (1-1+1-1+1-1+•••)*(1-1+1-1+1-1+•••)
大家都知道等比数列

a, a*r, a*r*r, a*r*r*r, a*r*r*r*r, •••
的和是如何推导的。

s   =  a   +a*r + a*r*r + a*r*r*r + a*r*r*r*r + •••
s*r =        a*r + a*r*r + a*r*r*r + a*r*r*r*r + •••
上面式子s减去下面式子s*r,

s - s*r = a
那么
s = a/(1-r)
现在我们知道了等比数列和的公式了。
再看
1-1+1-1+1-1+•••

实际上是一个r=-1的等比数列的和
所以 1-1+1-1+1-1+••• = 1/(1-(-1)) = 1/2
那么

-3*C = (1-1+1-1+1-1+•••)*(1-1+1-1+1-1+•••) = (1/2)*(1/2) = 1/4
那么

C = 1/4/(-3) = -1/12

Bingo!

所以,我们证明了
1+2+3+4+5+6+••• = -1/12
有意思吧。
数学就是这么有趣。

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