数学ナビゲーター掲示板
(現在 過去ログ1 を表示中)

HOME HELP 新規作成 新着記事 トピック表示 発言ランク ファイル一覧 検索 過去ログ

[ 最新記事及び返信フォームをトピックトップへ ]

■1209 / inTopicNo.1)  無限級数の和?区分求積法?
  
□投稿者/ Rascal 一般人(1回)-(2005/06/12(Sun) 19:04:06)
    「 lim(n→∞){(1 + 1/2 + … + 1/n) / (ln(n))} = 1 を証明せよ。ただしln(n)は自然対数。」

    という問題なのですが、次のような解き方は可能でしょうか?

    (証明)

    (左辺)= lim(n→∞)(1/ln(n)) * lim(n→∞){(1/n)*(n/1 + n/2 + … + n/n)}

    = lim(n→∞)(1/ln(n)) * lim(n→∞){(1/n)*納k=1→n](k/n)^(-1)}

    = lim(n→∞)(1/ln(n)) * ∫[1/n→n/n](1/x)dx

    = lim(n→∞)(1/ln(n)) * [ln(1) - ln(1/n)]

    = lim(n→∞)(1/ln(n)) * ln(n)

    = 1 (証終)

    宜しくお願い致します。
引用返信/返信 [メール受信/ON] 削除キー/
■1212 / inTopicNo.2)  Re[1]: 無限級数の和?区分求積法?
□投稿者/ 豆 軍団(117回)-(2005/06/12(Sun) 20:19:36)
    極限値を求める式のうち一部分を先に極限まで持っていくというのはだめですね。
    この場合は(1/n)(k/n)^(-1)を挟み撃ちにすべきでしょう。
引用返信/返信 [メール受信/OFF] 削除キー/
■1235 / inTopicNo.3)  Re[2]: 無限級数の和?区分求積法?
□投稿者/ Rascal 一般人(2回)-(2005/06/13(Mon) 17:11:32)
    ご回答ありがとうございます!

    ご指摘のように、先の3〜4行目の都合の良い操作は自分でも気持ちの悪いところでした。
    以下のようにするとよいのですね。
    --------

       ∫[2/n→n/n](1/x)dx <= 納k=1→n](1/k) <= ∫[1/n→(n-1)/n](1/x)dx
     
     ⇔ ∫[2/n→n/n](1/x)dx / ln(n) <= 納k=1→n](1/k) / ln(n) <= ∫[1/n→(n-1)/n](1/x)dx / ln(n) 
       (∵ln(n) >= 0, n=1,2,3,…)

     ⇔ {ln(n)-ln(2)}/ln(n) <= (1/k)/ln(n) <= {ln(n-1)}/ln(n)

    よって n→∞のとき

    (最左辺)= 1 - ln(2)/ln(n) → 1.
    (最右辺)= ln(n-1)/ln(n) → 1.

      ∴lim(n→∞){納k=1→n](1/k) / ln(n)} = 1

    ------

    区分求積の図から、1行目のような大小関係には問題がなく、
    同じもの(>=0)で割ってもその関係は保たれる、ということでしょうか。

    ところで、「(最右辺)= 〜 → 1」の部分は直感的にはすぐ分かるのですが、
    このように直ちに導いても良いのでしょうか?

引用返信/返信 [メール受信/ON] 削除キー/
■1238 / inTopicNo.4)  Re[3]: 無限級数の和?区分求積法?
□投稿者/ 豆 軍団(121回)-(2005/06/13(Mon) 18:03:39)
    挟み撃ちの式
    ∫[2/n→n/n](1/x)dx <= 納k=1→n](1/k) <= ∫[1/n→(n-1)/n](1/x)dx
    これは合ってますか?グラフをよく確かめて下さい。

    最後の極限ln(n-1)/ln(n)に関しては上記より、
    ln(n+1)/ln(n)じゃないかと思うけどいずれにせよ、この極限を求めるのが
    目的じゃないからダイレクトでいいと思いますが、慎重を期すなら、たとえば、
    ln(n-1)/ln(n)=((n-2)/(n-2))((n-1)/(n-1))( ln(n-1)/ln(n))
    =((n-2)/(n-1))ln(1+n-2)^(1/(n-2))/(ln(1+n-1)^(1/(n-1)))
    ってな感じでいかがでしょう。

引用返信/返信 [メール受信/OFF] 削除キー/



トピック内ページ移動 / << 0 >>

このトピックに書きこむ

過去ログには書き込み不可

Mode/  Pass/

HOME HELP 新規作成 新着記事 トピック表示 発言ランク ファイル一覧 検索 過去ログ

- Child Tree -
Edit By 数学ナビゲーター