数列 $\frac{1}{1}, \frac{1}{1+2}, \frac{1}{1+2+3}, \frac{1}{1+2+3+4}, \dots$ の初項から第10項までの和を求める問題です。

代数学数列級数部分分数分解シグマ
2025/3/21

1. 問題の内容

数列 11,11+2,11+2+3,11+2+3+4,\frac{1}{1}, \frac{1}{1+2}, \frac{1}{1+2+3}, \frac{1}{1+2+3+4}, \dots の初項から第10項までの和を求める問題です。

2. 解き方の手順

まず、数列の一般項を求めます。第 nn 項の分母は 1+2+3++n=n(n+1)21+2+3+\dots+n = \frac{n(n+1)}{2} ですから、数列の一般項 ana_n
an=1n(n+1)2=2n(n+1) a_n = \frac{1}{\frac{n(n+1)}{2}} = \frac{2}{n(n+1)}
となります。
次に、この一般項を部分分数分解します。
an=2n(n+1)=2(1n1n+1) a_n = \frac{2}{n(n+1)} = 2 \left( \frac{1}{n} - \frac{1}{n+1} \right)
数列の初項から第10項までの和 S10S_{10} は、
\begin{align*} S_{10} &= \sum_{n=1}^{10} a_n \\ &= \sum_{n=1}^{10} 2 \left( \frac{1}{n} - \frac{1}{n+1} \right) \\ &= 2 \sum_{n=1}^{10} \left( \frac{1}{n} - \frac{1}{n+1} \right) \\ &= 2 \left[ \left( \frac{1}{1} - \frac{1}{2} \right) + \left( \frac{1}{2} - \frac{1}{3} \right) + \dots + \left( \frac{1}{10} - \frac{1}{11} \right) \right] \\ &= 2 \left( 1 - \frac{1}{11} \right) \\ &= 2 \left( \frac{11-1}{11} \right) \\ &= 2 \left( \frac{10}{11} \right) \\ &= \frac{20}{11} \end{align*}
となります。

3. 最終的な答え

2011\frac{20}{11}

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