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 |
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畳み込みの定義
\[
\left(f*g\right)\left(x\right)=\int f\left(t\right)g\left(x-t\right)dt
\]
分母に1次式がある方程式の厳密解
\[
\frac{a}{bx-c}=d\Leftrightarrow\begin{cases}
x=\frac{a+cd}{bd} & a\ne0\land b\ne0\land d\ne0\\
x\in\mathbb{R} & b=0\land c\ne0\land a+cd=0\\
x\in\mathbb{R}\setminus\left\{ \frac{c}{b}\right\} & a=0\land b\ne0\land d=0\\
x\in\emptyset & \left(a=0\land b\ne0\land d\ne0\right)\lor\left(b=0\land c=0\right)\lor\left(b=0\land c\ne0\land a+cd\ne0\right)\lor\left(a\ne0\land d=0\right)
\end{cases}
\]
指数型不等式
\[
\sgn\left(x^{n+1}\right)\sum_{k=0}^{n}\frac{x^{k}}{k!}\leq\sgn\left(x^{n+1}\right)e^{x}
\]
区分的に連続と区分的に滑らかの定義