■ある無限級数(その181)
【1】絶対収束する級数
1−1/2+1/4−1/8+1/16−1/32+1/64−・・・=2/3
1+1/2+1/4+1/8+1/16+1/32+1/64+・・・=2
(1+1/4−1/2)+(1/16+1/64−1/8)+・・・+(1/2^4n+1/^4n+2−1/2^2n+1)+・・・=2/3
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【2】条件収束する級数
1/1−1/2+1/3−1/4+・・・=log2
1/1+1/2+1/3+1/4+・・・=∞
負の項が2つの連続する正の項をはさんで現れる級数
{1/1+1/3−1/2}+{1/5+1/7−1/4}+・・・=3/2log2
正の項に引き続いて負の項が2つの連続する級数
{1/1−1/2−1/4}+{1/3−1/6−1/8}+・・・=1/2log2
(証明)
{1/1−1/2−1/4}+{1/3−1/6−1/8}+・・・
=1/2log2を示す.
与えられた級数は
Σ{1/(2n−1)−1/2(2n−1)−1/(2(2n−1)+2)}
=Σ{1/(4n−2)−1/4n}
一方,1/1−1/2+1/3−1/4+・・・=log2より
1/2log2=1/2−1/4+1/6−1/8+・・・
=(1/2−1/4)+(1/6−1/8)+・・・
=Σ{1/(4n−2)−1/4n}
一般に,
1/1−1/2+1/3−1/4+・・・=log2
の項の順序を,正の項をm個,負の項をn個ずつ交互に並べ替えてできる級数の和は
log2+1/2・logm/n
となる.
[1]m=2,n=1→3/2log2
[2]m=1,n=2→1/2log2
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