■ある無限級数(その78)
このシリーズの最初に,無限級数
Σn^3/2^n=26
を示したことがあったが,今回のコラムでは,それよりも易しい無限級数
Σ(n−1)/3^n=1/4
を扱うことにする.
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有限級数
1/9+2/27+3/81+・・・+(n−1)/3^n
=1/4(1−(2n+1)/3^n)
を示すことができれば,直ちに
Σ(n−1)/3^n=1/4
が証明される.
[1]n=2のとき
左辺=1/9,右辺=1/4(1−5/9)=1/9
[2]n=kのとき
左辺=1/4(1−(2k+1)/3^k)が成り立つものとする.
[3]n=k+1のとき
左辺=1/4(1−(2k+1)/3^k)+k/3^k+1
=1/4(1−(2k+1)/3^k+4k/3^k+1)
=1/4(1−(6k+3)/3^k+1+4k/3^k+1)
=1/4(1−(6k+3)/3^k+1+4k/3^k+1)
=1/4(1−(2k+3)/3^k+1)
=1/4(1−(2(k+1)+2)/3^k+1)=右辺
が成り立つ.
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