数列 $\cos(\pi)$, $\cos(3\pi)$, $\cos(5\pi)$, $\dots$, $\cos((2n-1)\pi)$, $\dots$ の極限値を求める。

解析学数列極限三角関数
2025/5/21

1. 問題の内容

数列 cos(π)\cos(\pi), cos(3π)\cos(3\pi), cos(5π)\cos(5\pi), \dots, cos((2n1)π)\cos((2n-1)\pi), \dots の極限値を求める。

2. 解き方の手順

一般項 cos((2n1)π)\cos((2n-1)\pi) の値を調べる。
n=1n=1 のとき、cos((211)π)=cos(π)=1\cos((2\cdot 1 - 1)\pi) = \cos(\pi) = -1
n=2n=2 のとき、cos((221)π)=cos(3π)=1\cos((2\cdot 2 - 1)\pi) = \cos(3\pi) = -1
n=3n=3 のとき、cos((231)π)=cos(5π)=1\cos((2\cdot 3 - 1)\pi) = \cos(5\pi) = -1
一般に、2n12n-1 は奇数なので、(2n1)π(2n-1)\pi は奇数倍の π\pi である。したがって、cos((2n1)π)\cos((2n-1)\pi) は常に 1-1 である。
cos((2n1)π)=1\cos((2n-1)\pi) = -1
よって、数列 cos(π)\cos(\pi), cos(3π)\cos(3\pi), cos(5π)\cos(5\pi), \dots, cos((2n1)π)\cos((2n-1)\pi), \dots は、1,1,1,-1, -1, -1, \dots という数列である。
数列のすべての項が 1-1 であるため、この数列の極限値は 1-1 である。

3. 最終的な答え

-1

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