所有自然数之和等于-1/12?
问题
现在网上有一种说法,“所有自然数之和等于-1/12”
这想想就荒唐,所有自然数中全是整数且都不为负数,所以加不出来负分数
但是别急,这可是高斯与欧拉两位数学家算出的谜题
证明过程
A
设一个数 A = 1 - 1 + 1 - 1 + 1 - 1 + ……
那么,我们把第一个1后面的式子括起来,括号前面是减号,括号内所有符号都要变
那么 A = 1 - (1 - 1 + 1 - 1 + 1 - 1 + ……)
我们发现,括号里竟然还是 A 自己!
那么 A = 1 - A ,我们算得 A = 1/2 !!!
B
我们再设 B = 1 - 2 + 3 - 4 + 5 - 6 + ……
我们把两个 B 按表达式位相加,并在前头错开一位对齐
1 - 2 + 3 - 4 + 5 - 6 + ……
+ 1 - 2 + 3 - 4 + 5 - ……
= 1 - 1 + 1 - 1 + 1 - 1 + ……
这不就是 A 吗?
所以 2B = A, B = A / 2 = 1/2 / 2 = 1/4, B = 1/4 !!!
S
设所有自然数之和 S = 1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6 + ……
那么 4S = 4 + 8 + 12 + 16 + 20 + 24 + ……
我们用 S - 4S ,并每一位都错开一位对齐
1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6 + ……
- 4 + 8 + 12
= 1 - 2 + 3 - 4 + 5 - 6 + ……
这不就是 B 吗?
所以:
S - 4S = B
S - 4S = 1/4
-3S = 1/4
-S = 1/12
S = -1/12
所有自然数之和真的等于 -1/12!!!
错误纠正
怎么样,是不是蒙圈了?
别急,我来告诉你原因:
我们刚才列的 A,B,S 都是无限下去的,叫做“发散式”
这种式子没有确定值,不能用字母代替
比如设 C = 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + ……
我们可以在第114514个1后扩一个括号
1 + 1 + 1 + …… + 1(114514项) + (1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + ……)
我们还是发现括号里还是 C 自己!
所以
C = 114514 + C
c - C = 114514 + C - C
0 = 114514
114514 = 0
114514怎么可能等于0?所以证明发散式不能用字符表达值……
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