Satz 4.12 Eine absolut konvergente Reihe konvergiert unbedingt und zwar immer gegen denselben Wert. (D.h., für absolut konvergente Reihen gilt das allgemeinste Kommutativgesetz.)

Beweis. Sei n=0a n absolut konvergent, an = a und f : IN IN eine Permutation von IN. Behauptung: n=0a f(n) konvergiert gegen a.

z.z.: Für ε > 0 gibt es ein n*, so daß für jedes n n* gilt: |af(0) + + af(n) - a| < ε. Es sei

     Sm = n=0ma n, Sm = n=0ma f(n) und Sm = n=0m|a n|.

Nach Voraussetzung ist (Sm) konvergent. Folglich gilt nach dem Cauchy–Kriterium: Es existiert ein n0, so daß für jedes n n0 und jedes k 1 :

     |an+1| + + |an+k| < ε 2.

Da k beliebig ist, erhält man daraus für je endlich viele n1,,nl, die sämtlich größer als n0 sind:

     |an1| + + |anl| < ε 2.

Nach Voraussetzung gilt weiterhin: Es existiert ein m0, so daß für jedes n m0 :

     |Sn - a| < ε 2.

Sei k0 = {n0,m0}. Da f eine Permutation von IN ist, kommen 0, 1,,k0 unter den Elementen f(0),f(1),f(2), vor. Sei nun n* so groß gewählt, daß 0, 1,,k0 schon unter den Elementen f(0),,f(n*) vorkommen. g.z.z.: für m n* gilt: |Sm- a| < ε.

     Sm = a f(0) + + af(m) = a0 + + ak0 + af(i1) + + af(il);

wobei {f(i1),,f(il)} = {f(0),,f(m)}\{0,,k0}; insbesondere ist f(ij) > k0 für j = 1,,l.

Dann ist

     |Sm- a| = |a 0 + + ak0 + af(i1) + + af(il) - a|

         |a0 + + ak0 - a| + |af(i1) + + af(il)|

         |Sk0 - a|< ε 2 + |af(i1)| + + |af(il)|<ε 2 < ε.   <mi 
>P</mi><mi 
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