与えられた無限級数の和を求める問題です。 無限級数は $(1+1)+(\frac{1}{2}+\frac{1}{3})+(\frac{1}{4}+\frac{1}{9})+(\frac{1}{8}+\frac{1}{27})+ \cdots$ で表されます。

解析学無限級数等比数列級数の和収束
2025/6/3

1. 問題の内容

与えられた無限級数の和を求める問題です。
無限級数は (1+1)+(12+13)+(14+19)+(18+127)+(1+1)+(\frac{1}{2}+\frac{1}{3})+(\frac{1}{4}+\frac{1}{9})+(\frac{1}{8}+\frac{1}{27})+ \cdots で表されます。

2. 解き方の手順

この無限級数は、2つの等比数列の和として表すことができます。
具体的には、以下のようになります。
(1+12+14+18+)+(1+13+19+127+)(1+\frac{1}{2}+\frac{1}{4}+\frac{1}{8}+\cdots) + (1+\frac{1}{3}+\frac{1}{9}+\frac{1}{27}+\cdots)
それぞれの等比数列の和を計算します。
最初の等比数列の初項は a1=1a_1 = 1、公比は r1=12r_1 = \frac{1}{2} です。
2番目の等比数列の初項は a2=1a_2 = 1、公比は r2=13r_2 = \frac{1}{3} です。
等比数列の和の公式は S=a1rS = \frac{a}{1-r} であり、r<1|r|<1 の場合に収束します。
最初の等比数列の和は S1=1112=112=2S_1 = \frac{1}{1-\frac{1}{2}} = \frac{1}{\frac{1}{2}} = 2
2番目の等比数列の和は S2=1113=123=32S_2 = \frac{1}{1-\frac{1}{3}} = \frac{1}{\frac{2}{3}} = \frac{3}{2}
したがって、求める無限級数の和は S1+S2=2+32=42+32=72S_1 + S_2 = 2 + \frac{3}{2} = \frac{4}{2} + \frac{3}{2} = \frac{7}{2}

3. 最終的な答え

72\frac{7}{2}

「解析学」の関連問題

$x \to 0$ のとき、以下の4つの問題に答える。ただし、$a, b, c$ は実数、$l, m, n$ は正の整数とし、$l$ は可能な限り最大の整数とする。 (1) $x^n o(x^m) =...

テイラー展開マクローリン展開極限o記号
2025/6/4

次の関数を微分する問題です。 (1) $y = \sin 5x \cos 5x$

微分三角関数合成関数
2025/6/4

与えられた極限を計算します。 $$\lim_{x \to \infty} x\left(\frac{\pi}{2} - \tan^{-1} x\right)$$

極限逆三角関数ロピタルの定理置換
2025/6/4

定積分 $\int_{0}^{1} \frac{x^2}{\sqrt{4-x^3}} dx$ を計算します。

定積分置換積分積分計算
2025/6/4

問題は以下の3つの部分から構成されています。 (1) 領域 $D = \{(x, y, z) | 0 \leq x^2 + y^2 + z^2 \leq a, z \geq 0\}$ を3次元デカルト...

多変数積分ヤコビアン球座標三重積分体積積分
2025/6/4

2つの積分 $I_1$ と $I_2$ を計算する問題です。 $I_1 = \int_{0}^{\infty} \int_{0}^{\infty} e^{-x^2-y^2} dx dy$ $I_2 =...

積分二重積分極座標変換置換積分ガウス積分
2025/6/4

$\log_{10} 2$ と $0.3$ のどちらが大きいか調べよ。

対数不等式近似計算
2025/6/4

問題は画像の断片的な情報から判断する必要があります。以下の2つの問題を解きます。 (a) $\lim_{x\to 3} \frac{2}{x}$ を計算します。 (b) $\cos^2 3x$ を微分...

極限微分合成関数の微分三角関数二項定理展開
2025/6/4

画像に写っている2つの極限の問題を解きます。 (4) $\lim_{x \to 0} \frac{a^x - 1}{2x}$ (8) $\lim_{x \to \infty} \frac{x^2}{e...

極限ロピタルの定理指数関数対数関数
2025/6/4

与えられた関数 $y = (x^2 + x + 1)e^x$ の $n$ 次導関数を求め、その結果を $\{Ax^B + Cx + (Dn^E + 1)\}e^F$ の形式で表すとき、係数 A, B,...

導関数指数関数微分n次導関数計算
2025/6/4