一つ目の問題は、$\sum_{n=1}^{100} \frac{1}{\sqrt{n}}$ を求めることです。二つ目の問題は、$2\sqrt{100} - 1$ を計算することです。

解析学級数積分近似平方根
2025/3/23
はい、承知いたしました。以下に解答を示します。

1. 問題の内容

一つ目の問題は、n=11001n\sum_{n=1}^{100} \frac{1}{\sqrt{n}} を求めることです。二つ目の問題は、210012\sqrt{100} - 1 を計算することです。

2. 解き方の手順

**問題1:n=11001n\sum_{n=1}^{100} \frac{1}{\sqrt{n}}**
この和を厳密に計算するのは難しいので、近似値を求めます。積分を使って近似することができます。関数f(x)=1xf(x) = \frac{1}{\sqrt{x}}を考えます。この関数は単調減少なので、積分と和の関係から次の不等式が成り立ちます。
11011xdx<n=11001n<1+11001xdx\int_1^{101} \frac{1}{\sqrt{x}} dx < \sum_{n=1}^{100} \frac{1}{\sqrt{n}} < 1 + \int_1^{100} \frac{1}{\sqrt{x}} dx
1xdx=x1/2dx=2x1/2+C=2x+C\int \frac{1}{\sqrt{x}} dx = \int x^{-1/2} dx = 2x^{1/2} + C = 2\sqrt{x} + C
11011xdx=210121=210122(10.05)2=20.12=18.1\int_1^{101} \frac{1}{\sqrt{x}} dx = 2\sqrt{101} - 2\sqrt{1} = 2\sqrt{101} - 2 \approx 2(10.05) - 2 = 20.1 - 2 = 18.1
1+11001xdx=1+(210021)=1+2(10)2=1+202=191 + \int_1^{100} \frac{1}{\sqrt{x}} dx = 1 + (2\sqrt{100} - 2\sqrt{1}) = 1 + 2(10) - 2 = 1 + 20 - 2 = 19
したがって、
18.1<n=11001n<1918.1 < \sum_{n=1}^{100} \frac{1}{\sqrt{n}} < 19
より良い近似として、n=11001n18.59 \sum_{n=1}^{100} \frac{1}{\sqrt{n}} \approx 18.59
**問題2:210012\sqrt{100} - 1**
100=10\sqrt{100} = 10 なので、
21001=2(10)1=201=192\sqrt{100} - 1 = 2(10) - 1 = 20 - 1 = 19

3. 最終的な答え

問題1: n=11001n18.59\sum_{n=1}^{100} \frac{1}{\sqrt{n}} \approx 18.59
問題2: 21001=192\sqrt{100} - 1 = 19

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