■素数と無限級数(その112)
[参]大野泰生・松井優「白熱!無差別級数学バトル」日本評論社
に掲載されている問題を紹介したいと思います.
Σ1/n!=1+1/1!+1/2!+1/3!+1/4!+・・・=e
ですが,
[Q] Σ1/(2n)!=1+1/2!+1/4!+・・・=?
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[A] (e+1/e)/2=(Σ1/n!+Σ(−1)^n/n!)/2=Σ1/(2n)!
類似の問題
[Q] Σ1/(3n)!=?
[A] e=Σ1/(3n)!+Σ1/(3n+1)!+Σ1/(3n+2)!
ここで,1の原始3乗根
ω=cos(2π/3)+isin(2π/3)
ω^2+ω+1=0,ω^3n=1,ω^3n+1=ω,ω^3n+2=ω^2
を用いると
e=Σ1/(3n)!+Σ1/(3n+1)!+Σ1/(3n+2)!
e^ω=Σ1/(3n)!+Σω/(3n+1)!+Σω^2/(3n+2)!
e^ω^2=Σ1/(3n)!+Σω^2/(3n+1)!+Σω/(3n+2)!
辺々加えると
e+e^ω+e^ω^2=3Σ1/(3n)!
ここで,
e+e^ω+e^ω^2=e+2/√ecos(√3/2)
より,
Σ1/(3n)!=(e+2/√ecos(√3/2))/3
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Σ1/(5n)!,Σ1/(an)!などの一般化することは難しくない.
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