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数列・極限と積分・・・?

lim[n→∞]Σ[k=1~n]1/k がlognになることを証明する問題が分かりません。 誰か教えてくれるとありがたいです。

質問者が選んだベストアンサー

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  • kabaokaba
  • ベストアンサー率51% (724/1416)
回答No.6

No.3です >a_n、b_n>0、a_n~b_nとはa_n/b_n→1とする。(n→∞) 質問とはまったく意味合いが違いますね. 先生は間違ってなくて間違っているのはyoshiai23さんです. 先生のいってるのは >lim[n→∞]Σ[k=1~n]1/kがlog(n)になること でなくて lim[n→∞](Σ[k=1~n]1/k)/log(n) = 1 であることです. これの証明は区分求積を使えばすぐです. ちなみに,こういう不等式式になります. log(n+1)/log(n) < (Σ[k=1~n]1/k)/log(n) < 1+ 1/log(n) logは単調増加で無限大に発散なので, 1<log(n+1)/log(n) となることとあわせて はさみうちでおわり ちなみに >0 < Σ[k ; from 1 to n] 1/k -logn < 1 が示せても意味はありません. #振動する可能性が除去できません.

yoshiai23
質問者

お礼

ありがとうごさいました。

その他の回答 (5)

  • Suue
  • ベストアンサー率35% (19/53)
回答No.5

これは、lognに収束するのではなく、nが大きいとlognに近似できるという意味です。すでに書かれていますが、 lim[n→∞]Σ[k ; from 1 to n] 1/k は収束せず、正の無限大に発散します。 これがlognに近似できることの証明は、区分求積を使ってください。そうすれば、 0 < Σ[k ; from 1 to n] 1/k -logn < 1 となることが示せるはずです。 また、こちらもすでに書かれていますが、上記の不等式の中項は、n→∞で収束し、オイラーの定数と呼ばれています。これはガンマ関数の無限積表示などに登場します。

yoshiai23
質問者

お礼

Σ[k ; from 1 to n] 1/k -logn が何かの値に近似すれば(1?)証明できるのですねっ! ありがとうごさいました。

  • Newton__
  • ベストアンサー率0% (0/1)
回答No.4

再びすみません。 ANo.2で、回答したものですが、 やはり皆さんのおっしゃる通り、解けませんね。 早とちりでした。 申し訳ありませんm(__)m

  • kabaokaba
  • ベストアンサー率51% (724/1416)
回答No.3

>がlognになることを証明する問題が分かりません。 log(n)には収束しません. 無限大に発散しますし,簡単に証明できます. lim[n→∞](Σ[k=1~n]1/k - log(n)) ならば収束します 収束値はγとかかれEuler定数と呼ばれます. まだ無理数かどうかすら不明の数です.

yoshiai23
質問者

お礼

log(n)になると教授が言ってたのですが・・・教授が間違っている可能性があるかもしれませんね・・・ a_n、b_n>0、a_n~b_nとはa_n/b_n→1とする。(n→∞) このとき、Σ(k=1~n)k=(1/2)n(n+1)~n^2/2 Σ[k=1~n]k^2=(1/6)n(n+1)(2n+1)~n^3/3 Σ[k=1~n]k^3={(1/2)n(n+1)}^2~n^4/3 Σ[k=1~n]k^α(α>-1)~n^(α+1)/α+1 とそれぞれ変形できるとき (今回の問題) Σ[k=1~n]1/k~log(n) これを証明せよ。 問題が分かりにくくかった人もいたのかもしれません。申し訳なかったです。

  • Newton__
  • ベストアンサー率0% (0/1)
回答No.2

区分求積を使えば解けると思います。 間違っていたら、すみません。 高校の数学IIIで習うと思います。

回答No.1

少し違います。オイラーの定数で解析や微積分の教科書を調べるとよいです。

yoshiai23
質問者

お礼

何が「少し違う」のでしょうか? 問題が違うのでしょうか?

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