关于0<α<1/2时级数∑ₖ=1^∞ log(1+(-1)^(k+1)/k^α)发散性证明的困惑与求解
大家好,我最近在尝试证明一个级数的发散性,但过程中得出了和结论矛盾的结果,想请各位帮忙分析下问题出在哪。
我的问题是:要证明对于任意满足 $0<\alpha<\frac{1}{2}$ 的α,级数
$$\sum\limits_{k=1}^{\infty} \log\left(1+\frac{(-1){k+1}}{k\alpha}\right)$$
是发散的。
我的思路是这样的:先把 $\log(1+\epsilon)$ 在0点做泰勒展开,展开到第N阶——这里的N是满足 $\alpha N >1$ 的最小整数,然后把 $\epsilon = \frac{(-1){k+1}}{k\alpha}$ 代入展开式中。
按照这个思路展开后,我把原级数拆成了几个交错级数、一个收敛级数(因为αN>1,对应的级数通项趋于0的速度足够快),再加上余项部分,具体式子如下:
$$\begin{align*}
&\sum\limits_{k=1}^{\infty} \log\left(1+\frac{(-1){k+1}}{k\alpha}\right)\
=&\sum\frac{(-1){k+1}}{k\alpha}-\sum\frac{1}{2k{2\alpha}}+\dots+\sum(-1){N+1}\frac{(-1){k+1}}{k{\alpha N}\cdot N}+\sum R_N\left(\frac{(-1){k+1}}{k\alpha}\right)
\end{align*}$$
可问题来了,我拆出来的这些部分看起来都是收敛的,但这和题目要证明的级数发散完全矛盾。我实在找不到自己的逻辑漏洞在哪里,有没有大佬能帮我指点一下?
备注:内容来源于stack exchange,提问作者Ofek Levy

