Аннотация
При выполнении математических действий с бесконечными рядами необходимо соблюдать правила позиционной системы счисления.
Количество слагаемых
Количество слагаемых бесконечного ряда, представленных в видимой части ряда, необходимо рассматривать как аналог записи числа при помощи цифр в позиционной системе счисления. Количество слагаемых в видимой части ряда аналогично округлению обычной десятичной дроби с определенной точностью, то есть до определенного количества знаков после запятой.
При выполнении математических действий с бесконечными рядами, для каждого примера необходимо использовать одинаковое количество слагаемых в видимой части ряда. Если не соблюдать данное правило, это может приводить к ошибочному результату. В математике не принято использовать в одном примере какое-либо число с разной точностью округления.
Сдвиг ряда
Сдвиг бесконечного ряда при выполнении математических действий автоматически приводит к неправильному результату. Это аналогично добавлению нулей в десятичную дробь сразу после запятой.
Рассмотрим пример. Если из любого ряда вычесть такой же ряд без сдвига, результат будет равен нулю. Если при вычитании использовать сдвиг и не учитывать компенсирующую группу слагаемых, то результат будет отличным от нуля. Пусть у нас есть ряд S. Запишем ряд –S и сложим эти два ряда. В результате должен получиться ноль. Выполнив сложение без сдвига, мы получаем правильный результат.
 |
| Сложение без сдвига |
Сдвиг на одну позицию приводит к неправильному результату.
 |
| Сдвиг на одну позицию |
Сдвиг на две позиции приводит к другому неправильному результату.
 |
| Сдвиг на две позиции |
Сдвиги на произвольное количество позиций позволяют получить бесконечное множество неправильных результатов.
Соблюдение правила об одинаковом количестве слагаемых бесконечного ряда в одном примере и использование компенсирующей группы слагаемых (выделена фигурными скобками) позволяет избежать ошибки. Но в приведенных примерах этот способ более трудоемкий, чем отказ от сдвига.
 |
| Сдвиг с компенсирующей группой слагаемых |
Проанализируем несколько наиболее известных примеров определения сумм бесконечных расходящихся рядов.
Сумма ряда Гранди
В приведенном примере сумма ряда Гранди равна одной второй, что является не верным результатом.
 |
| Сумма ряда Гранди |
Во второй строке стоит знак равенства между двумя разными суммами: одна сумма состоит из пяти слагаемых, не равных нулю, вторая – из четырех. В этом примере использована оптическая иллюзия равенства разных сумм, если одно слагаемое спрятать за троеточие бесконечности.
Сумма знакопеременного ряда
Ниже приведен знакопеременный ряд и решение по определению его суммы.
 |
| Сумма знакопеременного ряда |
В предлагаемом решении один и тот же ряд представлен разным количеством слагаемых: от четырех до шести. При выполнении математических действий и перестановке слагаемых игнорируется компенсирующая группа слагаемых. Не рассмотрены два других способа получения суммы 4s: сложение рядов без сдвига и умножение исходного ряда s на 4. Оба эти способа дают одинаковый результат, что указывает на математическую точность выполненных вычислений.
 |
| Сумма 4s |
Сумма натуральных чисел
Рассмотрим сумму бесконечного ряда натуральных чисел. Интуитивно, это расходящийся бесконечный ряд, который не может иметь конечного значения суммы. Но, вот пример вычисления суммы этого бесконечного ряда.
 |
| Сумма натуральных чисел |
Типичные ошибки этих вычислений приведены в примере выше. Не выполнена проверка решения: исходный ряд с, умноженный на минус три, равен:
 |
| Проверка решения |
Вывод
Все приведенные выше способы нахождения суммы бесконечного ряда являются не чем иным, чем подгонкой решения под заданный результат. Никто не мешает математикам устанавливать собственные правила виртуальных игр в числа. Но применение подобных результатов «вычислений» в законах физики приводит к неправильному их пониманию. Например, числовой коэффициент, обусловленный каким-либо физическим параметром или просто поправочный коэффициент, трактуется как сумма какого-нибудь бесконечного ряда. Примером ошибочного истолкования числовых коэффициентов будет следующее утверждение: площадь прямоугольного треугольника равна сумме ряда Гранди, умноженному на произведение его катетов.
