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数学 高校生

次の問題で思考プロセスが青いところから下が何がしたいのかよくわからないのですがどなたか解説お願いします🙇‍♂️

思考プロセス an= = (+)" cos —— nx 2 COS nπとする。無限級数Σam の和を求めよ。 <ReAction 無限級数の収束 発散は,まず部分和 Sm を求めよ 例題111) 規則性を見つける YA n=3m-2 αの の部分は, n= 1, 2, 3, のとき 1 1 1 2 2 2' 2' をくり返す。 |場合に分ける ={1-(1)}/{1-(1)}+//{1-(1)} 3m =--{1-(/)} n→∞ のとき, m→∞ となるから 2 lim S3 = 7 2 n=3m 7 ここで. cos 1 より 10 1x 2 n=3m- 0≤ COS lim 12-00 1 (1/2) = 0 より, はさみうちの原理より an → 0 一方, Ssm-1= Ssm-αsm, Ssm-2=Ssm-1-asm-1 であり, In=3m n=3m-1(mは正の整数) の場合に分けて考える。 In=3m-2 (ア) S3m = a1+a2+as+..+α3 =(a1+a+…+α3m-2)+(a2+α+... +α3-1)+(as+a+..+α3m) n→8 → すべて一致すれば (イ) S3m-1= S3m-a3m= n→∞ その値が24円 (ウ) S32S3-1-43m-1=| n→∞ an n=1 解 S= ak とおくと, n=3mm は正の整数)のとき 数列{cos 2 MTが 3 12 4 = COS (2/2) COS2 1 2' 2 1 1,... の (1/2) くり返しになることに着 目して場合分けする。 cos COS4 Sam-cos+() cos+(½) 8 COS +(1/2)*cos 37 + (12)² cos 107 COS COS -π+ 3 +・・・+ 3m- ・1/11/2+(2)+....+(1/1) ***} =- +・・・+ (4)+ 3m COS2m² //{(1)+(2)+....+(1/1)} +・・・+ 3m-1 各{}内は,すべて 公比 t +{(12)+(2)+..+(1/2)}会 (12),数の等 3m 3 12/{1-(1/2)^} (1){1-(1)} 1 1 2 1-(1/2) 3 2 1 3 比数列の和である。 (1/2){1-(1)} + 1 3 no のとき αsm 0, αsm-10 であるから lim S3m-1=lim S3m-2 = lim Ssm したがって 2 19L-00 lim S. = (+) cos nx = COS Point 無限級数の計算の順序 2 7 例題116のPoint で学習したように, 無限級数では, 勝手に項の順 けない。 そのため, 結果は同じであったとしても、 次のように解答を 4 COS- acosx+(1) cosx+(2) cos = COS n=1 2 3 3 COS 14 +(1/2) cos/1/12+(1/2) 1 十 ={12+(1/2)+(2)+...}cos/3+{(1/2)+(1/2)+(- 1 2 (/)+ 1 8 3 +(+) cos+(4) 00810+ COS COS 3 COS 1 316 36 123 12 + ( 12 +{(1/2)+(1/2)+1 (-1/2)+ (2) 1 117 無限級数 1 nπ sin² 2 の和を求めよ。

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数学 高校生

(2)について質問です。下線を引いているようになぜm+r+1/n≦1とm+r+1/n≧1で場合分けをするのですか?またその後に線を引いている(n-r)k+r(k+1)はどのようにして計算したら出てくるのかも分かりません💦どなたか教えてほしいです

第9章 整数・数学と人間の活動 40 よって、等式①は成り立つ。 (1)〜(曲)より、すべての実数xに対して, 等式①は成り 立つ。 [x]≦x<[x]+1 より [x] <x<[x]+1 n n [x] は整数であるから,[nx] は, nk, nk+1,nk+2, .........nktn-1 (kは整数)のいずれかで表される. [nx]=nk+r(r=0, 1, 2,…, n-1) kt1≦x<k+r+1 とすると,①より ......③ n n ここで,m=0,1,2, …………, n-1 として ③の各辺 に皿を加えると, n m+r m k+ ≦x+ m+r+1 <k+ n n n m+r+1 22 m+r k≦k+ n m n -≦1,すなわち,0≦m≦n-r-1 のとき, -≤ x + <h+ m+r+1 ≦k+1 n より[x+m-k =k n m+r,すなわち, n-r≧m≦n-1のとき, n m k+1≦k+m+rsxt. <k+ n m+r+1 <k+2 n n より,[x+m]=k+1 n したがって, [x]+[x+/-]+[x+2]+... + [x+ n-r n ] + [x x+ n-r n +x+ n. n =(n-r)k+r(k+1)=nk+r また②より よって、等式 [nx]=nktr [x]+[x+2]+[x+2]+....+[x+タリー[28] は成り立つ. 注 (1)において, m = 0, 1, 2 として ktmtr r≤x+. m m+r+1 <h+ のときの [x+7] 3 3 3 3 の他に着目すると, m+r+11 のとき [+] 3 mtr = 21のとき, [x+k+1 m =k r=0 のときは,これを満 すmの値はない。 kとなるのは, [x], n-r k+1となるのは、 n の(n-r) 個 [ x + 1 = 1 ] 0 n- の個

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