等差数列・等比数列・無限等比級数の和
等差数列・等比数列・無限等比級数の和
等差数列・等比数列・無限等比級数の和は次のようになる。
\[ \sum_{k=1}^{\infty}\left(a_{1}r^{k-1}\right)=\frac{a_{1}}{1-r} \]
等差数列・等比数列・無限等比級数の和は次のようになる。
(1)等差数列の和
\[ \sum_{k=1}^{n}\left\{ a_{1}+\left(k-1\right)d\right\} =\frac{1}{2}n\left\{ 2a_{1}+\left(n-1\right)d\right\} \](2)等比数列の和
\[ \sum_{k=1}^{n}\left(a_{1}r^{k-1}\right)=a_{1}\frac{1-r^{n}}{1-r} \](3)無限等比級数の和
\(\left|r\right|<1\)とする。\[ \sum_{k=1}^{\infty}\left(a_{1}r^{k-1}\right)=\frac{a_{1}}{1-r} \]
(1)
\begin{align*} \sum_{k=1}^{n}\left\{ a_{1}+\left(k-1\right)d\right\} & =\left(a_{1}-d\right)\sum_{k=1}^{n}1+d\sum_{k=1}^{n}k\\ & =\left(a_{1}-d\right)n+\frac{dn\left(1+n\right)}{2}\\ & =\frac{1}{2}n\left\{ 2a_{1}+\left(n-1\right)d\right\} \end{align*}(2)
\begin{align*} \sum_{k=1}^{n}\left(a_{1}r^{k-1}\right) & =a_{1}+\sum_{k=2}^{n}\left(a_{1}r^{k-1}\right)\\ & =a_{1}+\sum_{k=1}^{n-1}\left(a_{1}r^{k}\right)\\ & =a_{1}+r\sum_{k=1}^{n-1}\left(a_{1}r^{k-1}\right)\\ & =a_{1}-a_{1}r^{n}+r\LHS\\ & =a_{1}\frac{1-r^{n}}{1-r} \end{align*}(3)
(2)より、\begin{align*} \sum_{k=1}^{\infty}\left(a_{1}r^{k-1}\right) & =\lim_{n\rightarrow\infty}a_{1}\frac{1-r^{n}}{1-r}\\ & =\frac{a_{1}}{1-r}\cmt{\because\left|r\right|<1\leftrightarrow\lim_{n\rightarrow\infty}r^{n}=0} \end{align*}
ページ情報
タイトル | 等差数列・等比数列・無限等比級数の和 |
URL | https://www.nomuramath.com/uii406x2/ |
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畳み込みの性質
\[
\mathcal{F}\left(\left(f*g\right)\left(x\right)\right)=\mathcal{F}\left(\left(f\right)\left(x\right)\right)\mathcal{F}\left(\left(g\right)\left(x\right)\right)
\]
有理数全体の集合
\[
f\left(x\right)=\frac{1}{\left\lfloor x\right\rfloor +1-\left\{ x\right\} }
\]
逆2乗の別表示
\[
\frac{1}{\left(k+1\right)^{2}}=-\int_{0}^{1}x^{k}\log xdx
\]
真分数・仮分数・帯分数の定義
\[
\frac{1}{2},\frac{3}{3},\frac{4}{3}
\]