■不等式と級数(その1)

  (a1+a2+・・・+an)/n≧(a1a2・・・an)^1/n

は算術平均・幾何平均不等式であるが,ここでは,

  Σan=a1+a2+a3+・・・+an+・・・

  Σ(a1a2・・・an)^1/n=a1+(a1a2)^1/2+(a1a2a3)^1/3+・・・+(a1a2・・・an)^1/n+・・・

について考えることにする.

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  Σ(a1a2・・・an)^1/n<eΣan

(証)c1,c2,c3・・・はc1c2・・・cn=(n+1)^nを満たすものとする.

Σ(a1a2・・・an)^1/n=(a1c1a2c2・・・ancn)^1/n/(n+1)≦Σ(a1c1+a2c2+・・・+ancn)/n(n+1)

=ΣakckΣ1/n(n+1)

=ΣakckΣ(1/n−1/(n+1))

=Σak(k+1)^k/k^k

<eΣan

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 cnの定義が天下り式に思われるが,算術平均・幾何平均不等式より,

Σ(a1a2・・・an)^1/n≦Σ(a1+a2+a3+・・・+an)/n

=ΣakΣ1/n

とするのではΣ1/nは発散してしまう.

 そこで,

  c1c2・・・cn=(n+1)^n

  c1c2・・・cn-1=n^n-1

  cn=(n+1)^n/n^n-1=(1+1/n)^nn〜en

としたのである.

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