解決済み

1対1対応数Ⅲの例題11(3)について質問です。

部分和を場合分けして最後に足し合わせて極限に飛ばす、という解法をとったのですが答えが合いませんでした。

どこが間違っているか教えて頂きたいです。

ベストアンサー

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ノートの写真の最後から3行目と最後から2行目の間の式変形で、

i=1mi(x2)i0(m)\sum^m_{i=1}i(x^2)^i\rightarrow 0(m\rightarrow\infty)としているのが一番大きく影響した間違いでしょう。

この和をとるには結局解答の方針を使うことになるので2度手間になります。



ここからは発展的な話ですが、記述解答として採点する場合に減点されやすいポイントがあります。

答案ではA2m1+A2mA_{2m-1}+A_{2m}mmを無限に飛ばしてA(x)A(x)を求めていますが、このように偶奇で分けて和をとると、収束を示したのはnnが偶数の時のみになってしまいます。これがどうしてかは、A2m1+A2mA_{2m-1}+A_{2m}を実際に書いてみると分かりやすいです。


A2m1+A2mA_{2m-1}+A_{2m}

=(a1+a3++a2m1)+(a2+a4++a2m)=(a_1+a_3+\cdots+a_{2m-1})+(a_2+a_4+\cdots+a_{2m})

=a1+a2+a3+a4++a2m1+a2m=a_1+a_2+a_3+a_4+\cdots+a_{2m-1}+a_{2m}

最後の項を見ると、必ず偶数番目の項になっていることがわかります。

よって、1番目から奇数番目まで和の収束を示せていません。つまり無限級数が振動してしまう場合が残されています。


これを解消するには、ana_n00に収束することを示せばいいです。

返信(2件)

ご返信ありがとうございます。

i=1mi(x2)i0\sum_{i=1}^{m} i(x^2)^i → 0

に関しては(2)で証明されているのをrx2(0<x2<1){r}→{x}^2 (0<{x}^2<1)として流用しました。


偶数番目しか考えていなかったのはハッとさせられました。

ただ今回の場合a2m0{a_{2m}}→0ですがa2m1{a_{2m-1}}の収束先は0でないので(収束先が一致しないので)、まとめて場合分けせずに解答の方法でやるしかないということでしょうか。


i=1mi(x2)i=x2+2(x2)2+3(x2)3++m(x2)m\sum^m_{i=1}i(x^2)^i=x^2+2(x^2)^2+3(x^2)^3+\cdots+m(x^2)^m

となるので、これはmmを無限にしても、最初の方のx2x^2たちが残るので00にはならないということですね


加えて、a2ma_{2m}a2m1a_{2m-1}00に収束しますよ

(もしかしたら、aaAAを間違えて読んでいらっしゃるのかも)

偶奇どちらでもana_n00に収束することは、(2)で示しています。


何か食い違いがありそうなので、分からなければ再度お願いします。

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