与えられたシグマ($\Sigma$)の式を、シグマ記号を使わずに各項を書き並べて表す問題です。具体的には、 (1) $\sum_{k=1}^{n} (2k-1)$ (2) $\sum_{k=1}^{4} k^2$ の2つの式について、シグマ記号を展開し、足し算の形で表現します。

代数学シグマ数列
2025/7/21

1. 問題の内容

与えられたシグマ(Σ\Sigma)の式を、シグマ記号を使わずに各項を書き並べて表す問題です。具体的には、
(1) k=1n(2k1)\sum_{k=1}^{n} (2k-1)
(2) k=14k2\sum_{k=1}^{4} k^2
の2つの式について、シグマ記号を展開し、足し算の形で表現します。

2. 解き方の手順

(1) k=1n(2k1)\sum_{k=1}^{n} (2k-1) について
- kkに1からnnまでの整数を順番に代入します。
- k=1k=1のとき、2(1)1=12(1)-1 = 1
- k=2k=2のとき、2(2)1=32(2)-1 = 3
- k=3k=3のとき、2(3)1=52(3)-1 = 5
- 最後の項は問題文にも書かれている通り、k=nk=nのとき、2n12n-1
- よって、k=1n(2k1)=1+3+5++(2n1)\sum_{k=1}^{n} (2k-1) = 1 + 3 + 5 + \dots + (2n-1)
(2) k=14k2\sum_{k=1}^{4} k^2 について
- kkに1から4までの整数を順番に代入します。
- k=1k=1のとき、12=11^2 = 1
- k=2k=2のとき、22=42^2 = 4
- k=3k=3のとき、32=93^2 = 9
- k=4k=4のとき、42=164^2 = 16
- よって、k=14k2=1+4+9+16\sum_{k=1}^{4} k^2 = 1 + 4 + 9 + 16

3. 最終的な答え

(1) k=1n(2k1)=1+3+5++(2n1)\sum_{k=1}^{n} (2k-1) = 1 + 3 + 5 + \dots + (2n-1)
(2) k=14k2=1+4+9+16\sum_{k=1}^{4} k^2 = 1 + 4 + 9 + 16

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