■ベルヌーイの有限級数と無限級数(その5)
(その4)の種明かしをしたい.
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S=Σn/2^n=1/2+2/4+3/8+・・・+n/2^n
1/2・S= 1/4+2/8+3/16+・・・+n/2^n+1
辺々差し引くと
1/2・S=(1/2+1/4+1/8+1/16+・・・+1/2^n)−n/2^n+1
n→∞のとき
(1/2+1/4+1/8+1/16+・・・+1/2^n)→1
n/2^n+1→0
したがって,S→2
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T=Σn^2/2^n=1/2+4/4+9/8+・・・+n^2/2^n
1/2・T= 1/4+4/8+9/16+・・・+n^2/2^n+1
辺々差し引くと
1/2・T=(1/2+3/4+5/8+7/16+・・・+(2n−1)/2^n)−n^2/2^n+1
ここで,2n−1=n^2−(n−1)^2である.
n→∞のとき
(1/2+3/4+5/8+7/16+・・・+(2n−1)/2^n)
=2Σn/2^n−Σ1/2^n→2・2−1=3
n^2/2^n+1→0
したがって,T→6
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U=Σn^3/2^n=1/2+8/4+27/8+・・・+n^3/2^n
1/2・U= 1/4+8/8+27/16+・・・+n^3/2^n+1
辺々差し引くと
1/2・U=(1/2+7/4+19/8+54/16+・・・+(3n^2−3n+1)/2^n)−n^3/2^n+1
ここで,3n^2−3n+1=n^3−(n−1)^3である.
n→∞のとき
(1/2+7/4+19/8+54/16+・・・+(3n^2−3n+1)/2^n)
=3Σn^2/2^n−3Σn/2^n+Σ1/2^n→3・6−3・2+1=13
n^3/2^n+1→0
したがって,U→26
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[Q]Σn^4/2^n=?
[A] もう詳細な計算はしないが
n^4−(n−1)^4=4n^3−6n^3+4n−1
1/2・V=4Σn^3/2^n−6Σn^2/2^n+4Σn/2^n−Σ1/2^n→4・26−6・6+4・2−1=75
V→150
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