与えられた数列の和を計算する問題です。数列の一般項は $\sqrt{k+3} - \sqrt{k+2}$ であり、$k$ が1から $n$ まで変化するときの総和を求めます。すなわち、 $$ \sum_{k=1}^n (\sqrt{k+3} - \sqrt{k+2}) $$ を計算します。
2025/6/28
1. 問題の内容
与えられた数列の和を計算する問題です。数列の一般項は であり、 が1から まで変化するときの総和を求めます。すなわち、
を計算します。
2. 解き方の手順
この和は、隣接する項が打ち消しあう「望遠鏡和(テレスコーピング和)」の形になっています。具体的に書き下してみると、
\begin{align*}
\sum_{k=1}^n (\sqrt{k+3} - \sqrt{k+2}) &= (\sqrt{4} - \sqrt{3}) + (\sqrt{5} - \sqrt{4}) + (\sqrt{6} - \sqrt{5}) + \dots \\
&\quad + (\sqrt{n+1} - \sqrt{n}) + (\sqrt{n+2} - \sqrt{n+1}) + (\sqrt{n+3} - \sqrt{n+2})
\end{align*}
となります。
このとき、 は打ち消されず残り、も打ち消されず残ります。したがって、和は
最初の項から順番に打ち消しあうことを考えると、最終的に残るのは と の項だけです。つまり、
3. 最終的な答え
最終的な答えは、
となります。