画像には2つの数式が書かれています。 1つ目は、$\sum_{n=1}^{100} \frac{1}{\sqrt{n}}$という和の計算です。 2つ目は、$2\sqrt{100}-1$という式の計算です。

解析学級数積分近似
2025/3/23

1. 問題の内容

画像には2つの数式が書かれています。
1つ目は、n=11001n\sum_{n=1}^{100} \frac{1}{\sqrt{n}}という和の計算です。
2つ目は、210012\sqrt{100}-1という式の計算です。

2. 解き方の手順

まず、2つ目の数式を計算します。
21001=2×101=201=192\sqrt{100} - 1 = 2 \times 10 - 1 = 20 - 1 = 19
次に、1つ目の数式を評価します。正確な値を求めるのは難しいので、整数値に丸めて近似値を見つけます。積分を用いて評価すると、
n=11001n11001xdx=[2x]1100=210021=2(10)2(1)=202=18\sum_{n=1}^{100} \frac{1}{\sqrt{n}} \approx \int_{1}^{100} \frac{1}{\sqrt{x}}dx = [2\sqrt{x}]_1^{100} = 2\sqrt{100} - 2\sqrt{1} = 2(10) - 2(1) = 20 - 2 = 18
この積分による近似は、過小評価になります。なぜなら、関数1/x1/\sqrt{x}は単調減少関数だからです。したがって、合計は18よりわずかに大きくなります。
n=1n=1から100100までの和を計算すると、約18.589618.5896になります。

3. 最終的な答え

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

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