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Harmonic-Numbers-Rechner

Kostenloser Online-Rechner: Harmonic Numbers. Geben Sie Ihre Werte ein und erhalten Sie sofort Ergebnisse mit Formel, Schritt-für-Schritt-Weg und einem durchgerechneten Beispiel – alles wird in Ihrem Browser auf Calcton berechnet, ohne Anmeldung.

Chinesische Version: 调和数分数精确计算器

Harmonic-Numbers-Rechner
正整数 n(1 ≤ n ≤ 200000;n ≤ 2000 时额外给出精确分数)

原理:调和数 Hₙ = 1 + 1/2 + 1/3 + … + 1/n。它发散,但增长极慢:Hₙ ≈ ln n + γ,其中 γ ≈ 0.5772156649 是欧拉–马歇罗尼常数。加修正项 1/(2n) − 1/(12n²) 后误差在 n = 100 时已小于 10⁻¹⁰。Hₙ 也是黎曼 zeta 函数离散化的出发点,且满足恒等式 Hₙ = ψ(n+1) + γ(ψ 为双伽马函数)。

步骤:输入 n,工具用 Kahan 补偿求和计算 Hₙ 的 12 位小数值,同时给出渐近估计与两者差值;n ≤ 2000 时用 BigInt 逐项通分给出不可约精确分数。

示例:H₄ = 25 / 12 = 2.083333333333;H₁₀ = 7381 / 2520 = 2.928968253968;H₁₀₀ ≈ 5.187377517640;H₁₀₀₀ ≈ 7.485470860550。首个超过 10 的调和数是 H₁₂₃₆₇(H₁₂₃₆₇ ≈ 10.000043008276)。

注意事项:调和级数发散意味着只要耐心累加就能超过任意目标值,但速度是对数级的——从 10 到 100 只需再加大约 ln(100/10) ≈ 2.3 的量;精确分数的分子分母位数随 n 线性增长,n 大于 2000 时工具只给数值;浮点直接累加在 n 很大时会丢低位,Kahan 补偿把误差压到 10⁻¹¹ 量级。

相关:调和级数工具研究发散速率;zeta 函数工具在 s → 1⁺ 时连接 Hₙ 的连续版本(ζ(1) 发散、ζ(2) = π²/6);调和平均数工具是 1/H 的加权版本;欧拉常数与对数工具给出 γ 的高精度值。

So verwenden Sie den harmonic-numbers-rechner

  1. Füllen Sie die Felder mit Ihren eigenen Werten aus – jedes Feld nennt den erwarteten Wert.
  2. Das Ergebnis aktualisiert sich sofort beim Tippen; es gibt keinen „Berechnen“-Button.
  3. Lesen Sie die Ergebniskarte für den Hauptwert, die Formel Schritt für Schritt und praktische Hinweise.

Häufige Fragen

Ist der harmonic-numbers-rechner kostenlos?

Ja – alle Rechner für mathematik auf Calcton sind kostenlos und ohne Anmeldung. Ihre Daten werden in Ihrem Browser verarbeitet und niemals an einen Server gesendet.

Gibt es eine chinesische Version dieses Tools?

Ja. Nutzen Sie den Link zur chinesischen Version oben: derselbe Rechner mit Oberfläche auf Chinesisch.

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