解決済み

極限の2通りの部分和という分野がまっっっっっっっっったくわかりません。

自称学校に通っている高校2年です。

この問題に関してですが、

指針の一行目すら、何を言い出してるのかさっぱりです。わからなかったので、

大学生に聞いたら、SnS_{n}が想像しにくいから〜〜〜〜、みたいなことを言ってたんですけど、確かにそれはわかりました。想像しにくいです。だって項の番目とその番目にあたる数字が全然関係ないからね。(あってますか?)

それで、下の練習問題も解いてみてねと大学生に言われたので、(1)を解こうとしたのですが、この問題は普通にSnS_{n}からいけませんか?想像できますよね?(あってますか?)


それと、もとの例題に戻るのですが、なぜS2n1S_{2n-1}の最後の項がこんな綺麗になるのかもわかりません。

あと、(多くてすみません💦)付箋を貼った左の定理(?)もなんかわかりません。

これはS3n1S_{3n-1}とかでも成り立つんですか?

長くなってしまいすみません。少しでも教えてくださるととても嬉しいです。

お願いします。




ベストアンサー

ベストアンサー

次のように順を追って考えてみたら分かりやすいかもしれません。


数列のパターンを見て下さい。

1項目までの和…1


3項目までの和…1

(12\dfrac{1}{2}が打ち消し合う)


5項目までの和…1

(12\dfrac{1}{2}13\dfrac{1}{3}が打ち消し合う)


7項目までの和…1

(12\dfrac{1}{2}14\dfrac{1}{4}が打ち消し合う)


こうしてみると、奇数項までの和は、全て最初の1以外が打ち消し合って1になります。


これを数式で表現します。次のように考えます。


この1、3、5、7…の並びを見てみると、

1項目は1

2項目は3

3項目は5

4項目は7

n項目は2n-1

という関係が見えます。


そうすると「2n-1項目までの和は全て1になる」と言えます。


2n-1項目までの和を、数学ではS2n1S_{2n-1}と表現します。


そうすると、S2n1=1S_{2n-1}=1となります。


【偶数項の場合】

では、偶数項までの和はどうなるでしょうか。


2項目までの和…1-12\dfrac{1}{2}


4項目までの和…1-13\dfrac{1}{3}

(12\dfrac{1}{2}が打ち消し合う)


6項目までの和…1-14\dfrac{1}{4}

(12\dfrac{1}{2}13\dfrac{1}{3}が打ち消し合う)


こうしてみると、偶数項までの和は、全て最初の1と最後の分数以外が打ち消し合って、「1-最後の分数」の形になります。


奇数の場合と同じように、偶数2、4、6…の並びを見てみると、

1項目は2

2項目は4

3項目は6

n項目は2n

という関係が見えます。


そうすると「2n項目までの和は全て1-最後の分数になる」と言えます。


2n項目までの和を、数学ではS2nS_{2n}と表現します。


そうすると、S2n=1最後の分数S_{2n}=1-最後の分数となります。



では、「1-最後の分数」を数式でどう表現したら良いでしょうか。先ほどの2、4、6の並びに、「→」で最後の分数を追記してみます。


1項目は2→12\dfrac{1}{2}

2項目は4→13\dfrac{1}{3}

3項目は6→14\dfrac{1}{4}

n項目は2n→1n+1\dfrac{1}{n+1}

という関係が見えます。


そうすると「2n項目までの和は全て11n+11-\dfrac{1}{n+1}になる」と言えます。


したがって、2n項目までの和は

S2n=11n+1S_{2n}=1-\dfrac{1}{n+1}

返信(2件)

解答ありがとうございます。

なんとなくですがわかりました。

下の練習問題はどうしてSnで計算してはいけないのですか?

例題同様に、奇数項と偶数項でパターンが異なるからです。


奇数項は12n\dfrac{1}{2^n}、偶数項は13n\dfrac{1}{3^n}となっています。


そのため、S2n1S_{2n-1}S2nS_{2n}に分けて計算してから、SnS_nにまとめることになります。

質問者からのお礼コメント

質問者からのお礼コメント

奇数と偶数に分けて考えればいいのですね。ありがとうございます。

そのほかの回答(0件)

関連する質問

もっとみる