与えられたシグマ記号で表された和を、具体的な項の和の形で書き下す問題です。具体的には以下の3つの問題を解きます。 (1) $\sum_{k=1}^{n} (2k-1)$ (2) $\sum_{k=3}^{8} 2^{k-1}$ (3) $\sum_{k=1}^{n} \frac{1}{k}$

代数学シグマ記号数列
2025/8/10

1. 問題の内容

与えられたシグマ記号で表された和を、具体的な項の和の形で書き下す問題です。具体的には以下の3つの問題を解きます。
(1) k=1n(2k1)\sum_{k=1}^{n} (2k-1)
(2) k=382k1\sum_{k=3}^{8} 2^{k-1}
(3) k=1n1k\sum_{k=1}^{n} \frac{1}{k}

2. 解き方の手順

(1) k=1n(2k1)\sum_{k=1}^{n} (2k-1)
kk11 から nn までの整数を順に代入し、それらを足し合わせます。
(2) k=382k1\sum_{k=3}^{8} 2^{k-1}
kk33 から 88 までの整数を順に代入し、2k12^{k-1} を計算し、それらを足し合わせます。
(3) k=1n1k\sum_{k=1}^{n} \frac{1}{k}
kk11 から nn までの整数を順に代入し、1k\frac{1}{k} を計算し、それらを足し合わせます。

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=382k1=22+23+24+25+26+27=4+8+16+32+64+128\sum_{k=3}^{8} 2^{k-1} = 2^2 + 2^3 + 2^4 + 2^5 + 2^6 + 2^7 = 4 + 8 + 16 + 32 + 64 + 128
(3) k=1n1k=1+12+13++1n\sum_{k=1}^{n} \frac{1}{k} = 1 + \frac{1}{2} + \frac{1}{3} + \dots + \frac{1}{n}

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