Teleskopreihe

Eine Teleskopsumme ist eine Summe der Form . Hier heben sich benachbarte Summanden auf. Man erhält:

Durch eine analoge Rechnung bekommt man

Der Name „Telekopsumme“ leitet sich im Übrigen vom Zusammenschieben von Teleskopen ab, die aus einzelnen Rohren aufgebaut sind.

Definition und Satz

Partialbruchzerlegung

Leider ist es in der Praxis so, dass man vielen Summen zunächst nicht ansieht, dass es sich um Teleskopsummen handelt. Betrachten wir dazu die folgende Summe:

Diese sieht zunächst nicht nach einer Teleskopsumme aus. Durch einen „Rechenkniff" lässt sie sich jedoch in eine Teleskopsumme umformen. Für alle ist nämlich:

Damit ist

Die Summe entspricht also einer Teleskopsumme. Wer hätte das gedacht?! Die Umformung nennt man eine Partialbruchzerlegung. Sie ist häufig ein nützliches Mittel, um eine Summe in eine Teleskopsumme zu überführen.

Teleskopreihe

Einstiegsbeispiel

Wir betrachten die folgende Reihe

Die Partialsummen dieser Reihe sind Teleskopsummen. Es gilt für alle :

Damit folgt unmittelbar für den Grenzwert der Reihe

Allgemeine Einführung

Teleskopreihen sind Reihen, deren Partialsummen Teleskopsummen sind. Sie sind also von der Form . Als Partialsummenfolge erhält man

Um die Konvergenz einer Teleskopreihe zu bestimmen, müssen wir das Konvergenzverhalten der Folge untersuchen. Diese Folge konvergiert genau dann, wenn die Folge konvergiert. Wenn der Grenzwert dieser Folge ist, erhalten wir als Grenzwert der Teleskopreihe:

Wenn divergiert, dann divergiert auch die Folge Somit divergiert auch die Teleskopreihe. Analog erhalten wir, dass die Reihe genau dann konvergiert, falls konvergiert. Der Grenzwert ist in diesem Fall

Definition und Satz