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数学 高校生

積分法の問題を教えて頂きたいです。(2)でx=1の時(1)の和を微分したものではなかったのでxが1出ない時の計算も和を微分しては行けないのではないかと思ったのですがなぜ微分できるとわかったのでしょうか?教えて頂きたいです。

G EX √ (1) 和 1+x+x2+・・・+x” を求めよ。 ⑨ 117 (2) (1) で求めた結果をxで微分することにより,和1+2x+3x2+...... n ・・+nx"-1 を求めよ。 n (3)(2)の結果を用いて, 無限級数の和を求めよ。 ただし, lim=0であることを用い てよい。 n=1 2n 2n [類 東北学院大 ] (1)x≠1のとき,求める和は初項1,公比xの等比数列の初項か ←公比≠1.公比=1で場 合分け。 ら第n+1項までの和であるから 1+x+x2+······+x=. 1-xn+1 1-x ① ← x=1のとき 1+x+x2+......+x"=n+1 (2)x=1のとき、 ①の両辺をxで微分するとI- 1+2+3x²+....+nx" n-1 -(n+1)x"(1-x)-(1-x"+1)・(−1) (初項){1-(公比)項数} 1-(公) ←1x(n+1) ←(x)' 0-1 ・(-1)(*)←(%)=o_ur (1-x)2 よって 1+2x+3x2+......+nx" _n-1= nxn+1−(n+1)x +1 (1-x)2 ② ←)の右辺の分子を整 x=1のとき 1+2x+3x2+ +nxn-1 理。 (x)=(x) 1 (笑)=1+2+3+・・・ •+n=⋅ 2 (+1) n(n+1)(x)(x)= (3)x=1/2 ②の両辺に代入すると =(x) n 比部分は 2 3 n 1+ + +…+ = 2 22 2n-1 2n+1 2n k n n+1 両辺を2で割ると IM = k=1 ゆえに = 2(12/2 nk n . よってm=lim k=12k こ k=12k 8 2n+1 n 1 - 2n 2n 2n n ****lim-lim2(+1) n=12n n→∞ =2 20 2" 2+1) n 01 n+1 +1)*(- n=1 27 12 であることに注目し (x)0 2 x=1/2 を代入。 nk ←部分を求めた k=12k - +1 n = ことになる。 0= 22" D +2(-0-0-0+1)

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数学 高校生

(2)の解説の最後の赤線引いたところってどうなってるんですか?それぞれなんの数字ですか🙇🏻

例題 23 群数列の基本 から順に自然数を並べて, 下のように 1個,2個, 4個, うに群に分ける。 ただし, 第n 群が含む数の個数は2"-1 個である。 1/2, 34, 5, 6, 7/8, (1) 第5群の初めの数と終わりの数を求めよ。 (2) 第n群に含まれる数の総和を求めよ。 CHART & SOLUTION 群数列の基本 [類 京都産大 ] C192 もとの数列 第群の最初の項や項数に注目 例題のように,群に分けられた数列を 群数 列という。 区切りを入れる と分け方の規則 がみえてくる 区切りをとると もとの数列の 則がみえてくる 群数列 (1) 第4群の末頃までの項の総数をNと すると、 第5群の初めの数は, 自然数の列の第 (N+1) 項である。 また, 自然数の別の 項の数はとなる。 (2) 連続する自然数の和であるから公差1の等差数列の和で, あとは初項と項数がわか ればよい。初項は (1) と同様にして求まる。 項数は問題文から、すぐにわかる。 解答 (1) 第4群の末頃までの項の総数は 1+2+2+2=15 第5群の末頃までの項の総数は 1+2+22 +2 +24=31 よって, 第5群の初めの数は 16. 終わりの数は 31 (2) n≧2 のとき,第 (n-1) 群の末頃までの項の総数は 2-1-2-1-1 k=1 2-1 =2"-1-1 1 ← Σ2-1 は, 初項1, k=1 2等比数列の初 ら第 (n-1) 項までの 別解 第群の終わりの数 は2-1であるから、私は ゆえに、第n群の初めの数は 2-1-1)+1 すなわち 27-1 これは n=1のときにも成り立つ。 よって,第n群に含まれる数の総和は,初項が 2-1 公差 が1項数が2の等差数列の和となるから, 求める和は -2-(2+(2-1)) 2 1/1·2"-1{2.2" '+(2"-'-1)・1}=2"-2(3・2"-'-1) =2"-23.2"-1-1)

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