■ある無限級数(その3)
[Q]Σ1/2^n=1/2+1/4+1/8+・・・=?
[A]1
[Q]Σn/2^n=1/2+2/4+3/8+・・・=?
[A]2
[Q]Σn^2/2^n=1^2/2+2^2/4+3^2/8+・・・=?
[A]6
[Q]Σn^3/2^n=1/2+8/4+27/8+・・・=?
[A]26
[Q]Σn^4/2^n=1^4/2+2^4/4+3^4/8+・・・=?
[A]150
それでは
[Q]Σ1/n2^n=1/2+1/2・4+1/3・8+・・・=?
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S=Σ1/n・2^n=1/1・2+1/2・4+1/3・8+・・・+1/n2^n
1/2・S= 1/1・4+1/2・8+1/3・8+・・・+1/n・2^n+1
辺々差し引くと
1/2・S=1/2+(1/2−1/1)/4+(1/3−1/2)/8+・・・+(1/n−1/(n−1))/2^n−1/n2^n-1
しかし,この先が続かない.
交代調和級数
1−1/2+1/3−1/4+・・・+(−1)^n+11/n+・・・=log2
はよく知られている.
それに対して,オイラーが導いた級数
Σ1/k2^k=1/1・2+1/2・4+1/3・8+1/4・16+・・・
=log2
はあまり知られていないと思う.
「岩波数学公式」の調べてみたところ,
Σ1/k2^k=log2
は掲っていなかったが
Σ1/k^22^k=π^2/12−1/2・(log2)^2
が掲っていた.
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