基本 例題 36 無限等比級数が収束する条件
x(x-4)x2(x-4)
無限級数 (x-4)+
+
2x-4 (2x-4)2
(x2) について
00000
1
(1) 無限級数が収束するときの実数xの値の範囲を求めよ。
(2) 無限級数の和Sを求めよ。
基本 35 重要 46,57
00
指針
無限等比級数 Σarn-1 の収束条件は
a=0 または |r|<1
A
n=1
a
収束するとき α = 0 なら和は 0
解答
|r| <1 (a≠0) なら和は 1-r
(1)初項,公比を調べ, A に当てはめてxの方程式・不等式を解く。 [9]
(2)初項が =0, ≠0の場合に分けて和を求める。
CHART 無限等比級数の収束条件 (初項)=0 または |公比|<1
x
の
(木)(I)
2x-4
(1) 与えられた無限級数は,初項 x-4,公比
無限等比級数であるから, 収束するための条件は(1)
x-40 または
x
2x-4
<1
x-40から
x=4
...
(1
また1から
|x|<|2x-4|
(*)
よって
|x|2|2x-4|2
整理して
3x2-16x+16> 0
ゆえに
(3x-4)(x-4)>0
nia
これを解いて
x</1/31 4<x... ②
nie
したがって, ①,②から
x< <4/13, 4≦x
(2) x=4のとき
x<1/1314<xのとき
S=0
(初項) = 0または |公比 | <1
\A\
(S)
-
両辺を平方しても不等号の
向きは不変。 なお, (*) か
ら (2x-4)^-x2 >0
(2x-4+x) (2x-4-x)>0
と変形してもよい。
①と②を合わせた範囲。
初項0のとき, 和は 0
S=x-4
=2x-4
|公比|<1のとき,和は
x
1-
2x-4
034
(初項)
1 - ( 公比 )