無限等比級数の和 $\sum_{k=1}^{\infty} 4 \left(\frac{2}{3}\right)^{k-1}$ を計算し、$\frac{\text{ア}}{1-\frac{\text{イ}}{\text{ウ}}} = \text{エオ}$ の空欄を埋める問題です。

解析学無限等比級数級数等比数列
2025/6/10

1. 問題の内容

無限等比級数の和 k=14(23)k1\sum_{k=1}^{\infty} 4 \left(\frac{2}{3}\right)^{k-1} を計算し、1=エオ\frac{\text{ア}}{1-\frac{\text{イ}}{\text{ウ}}} = \text{エオ} の空欄を埋める問題です。

2. 解き方の手順

無限等比級数の公式 k=1ark1=a1r\sum_{k=1}^{\infty} ar^{k-1} = \frac{a}{1-r} (ただし r<1|r|<1) を使います。
この問題の場合、a=4a=4r=23r=\frac{2}{3} なので、
k=14(23)k1=4123\sum_{k=1}^{\infty} 4 \left(\frac{2}{3}\right)^{k-1} = \frac{4}{1-\frac{2}{3}}
したがって、
ア = 4
イ = 2
ウ = 3
4123=413=4×3=12\frac{4}{1-\frac{2}{3}} = \frac{4}{\frac{1}{3}} = 4 \times 3 = 12
エオ = 12

3. 最終的な答え

ア = 4
イ = 2
ウ = 3
エオ = 12

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