■ある無限級数(その185)

【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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