無限級数 $\sum_{n=1}^{\infty} (\frac{1}{3})^{n-1}$ の値を求める問題です。

解析学無限級数等比数列級数の計算
2025/7/29

1. 問題の内容

無限級数 n=1(13)n1\sum_{n=1}^{\infty} (\frac{1}{3})^{n-1} の値を求める問題です。

2. 解き方の手順

与えられた級数は、初項 a=1a = 1、公比 r=13r = \frac{1}{3} の等比数列の無限級数です。
等比数列の無限級数の公式は、r<1|r| < 1 のとき、
n=1arn1=a1r\sum_{n=1}^{\infty} ar^{n-1} = \frac{a}{1 - r}
今回の問題では、a=1a = 1r=13r = \frac{1}{3} なので、r=13<1|r| = \frac{1}{3} < 1 を満たします。したがって、公式が使えます。
n=1(13)n1=1113=123=32\sum_{n=1}^{\infty} (\frac{1}{3})^{n-1} = \frac{1}{1 - \frac{1}{3}} = \frac{1}{\frac{2}{3}} = \frac{3}{2}

3. 最終的な答え

32\frac{3}{2}

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