トップページ > 数学 > 2020年03月26日 > IM17g/m8

書き込み順位&時間帯一覧

7 位/83 ID中時間01234567891011121314151617181920212223Total
書き込み数0000000000110001001101017



使用した名前一覧書き込んだスレッド一覧
901
132人目の素数さん
分からない問題はここに書いてね458

書き込みレス一覧

分からない問題はここに書いてね458
905 :901[sage]:2020/03/26(木) 10:34:43.57 ID:IM17g/m8
極限操作が雑に見えなくもないので少し書き直しておく (実際は同内容)

0 < ε < 1 とする.
Σ[k=1..∞] (1-ε)^k/k = -ln(1-(1-ε)) = -ln(ε) ・・・(1)

N を n < N, (1-ε)^N/ε < ε となるようにとる.
Σ[k=n+1..N] (1-ε)^k/k = ∫[x=0,1-ε]dx Σ[k=n+1..N] x^{k-1}
= ∫[x=0,1-ε]dx (x^n - x^N)/(1-x)
= ∫[x=ε,1]dx (1-x)^n/x - α(N)
= -ln(ε) + Σ[k=1..n] C{n,k} (-1)^{k} (1-ε^k)/k - α(N) ・・・(2)
Nの条件より 0 < α(N) < ε

(1)-(2) より
Σ[k=1..n] (1-ε)^k/k = Σ[k=1..n] C{n,k} (-1)^{k+1} (1-ε^k)/k + α(N)
ε → +0 の極限をとって
Σ[k=1..n] 1/k = Σ[k=1..n] C{n,k} (-1)^{k+1} 1/k
を得る.
分からない問題はここに書いてね458
906 :132人目の素数さん[sage]:2020/03/26(木) 11:46:58.26 ID:IM17g/m8
変なとこがあったので訂正

0 < ε < 1 とする.
α[N] := ∫[x=0,1-ε]dx x^N/(1-x)
β[N] := Σ[k=N+1,∞](1-ε)^k/k
N を n < N, (1-ε)^N/ε < ε, β[N] < ε となるよう十分大きくとる. (εに依存)
条件より 0 < α[N] < ε である.

Σ[k=1..∞] (1-ε)^k/k = -ln(1-(1-ε)) = -ln(ε) ・・・(1)

Σ[k=n+1..N] (1-ε)^k/k = ∫[x=0,1-ε]dx Σ[k=n+1..N] x^{k-1}
= ∫[x=0,1-ε]dx (x^n - x^N)/(1-x) = ∫[x=ε,1]dx (1-x)^n/x - α[N]
= -ln(ε) + Σ[k=1..n] C{n,k} (-1)^{k} (1-ε^k)/k - α[N] ・・・(2)

(1)-(2) より
Σ[k=1..n] (1-ε)^k/k + β[N] = Σ[k=1..n] C{n,k} (-1)^{k+1} (1-ε^k)/k  + α[N]

ε → +0 の極限をとって
Σ[k=1..n] 1/k = Σ[k=1..n] C{n,k} (-1)^{k+1} 1/k
を得る.
分からない問題はここに書いてね458
907 :132人目の素数さん[sage]:2020/03/26(木) 15:42:53.55 ID:IM17g/m8
もうちょっと頑張ってみた.

Σ[k=1,n] C{n,k}(-1)^{k+1}/k
= Σ[k=1,n] ∫[x=0,1]dx C{n,k} (-x)^{k-1}
= Σ[k=1,n] ∫[x=0,1]dx C{n,k} (x-1)^{k-1}
= ∫[x=0,1]dx { (1+(x-1))^n - 1 } / (x-1)
= ∫[x=0,1]dx (x^n - 1) / (x-1)
= ∫[x=0,1]dx Σ[k=0,n-1] x^k
= Σ[k=1,n] 1/k

Σ[j=1..n]a[j]/j
= Σ[j=1..n] C{n,j} ∫[x=0,1]dx ∫[y=0,1]dy (-xy)^{j-1}
= ∫[x=0,1]dx ∫[y=0,1]dy {1 - (1-xy)^n }/{1 - (1-xy)}
= ∫[x=0,1]dx Σ[k=0,n-1] ∫[y=0,1]dy (1-xy)^k
= ∫[x=0,1]dx Σ[k=1,n] (1-(1-x)^k) / kx
= ∫[x=0,1]dx Σ[k=1,n] (1-x^k) / k(1-x)
= Σ[k=1,n] 1/k ∫[x=0,1]dx Σ[m=0,k-1] x^m
= Σ[k=1,n] 1/k Σ[m=1,k] 1/m
= Σ[k=1,n]Σ[m=1,k] 1/km

εやらlog展開を使うなんてアリエネーだろ... と自分でも思っていたのでスッキリした.
分からない問題はここに書いてね458
908 :132人目の素数さん[sage]:2020/03/26(木) 18:19:07.01 ID:IM17g/m8
よりシンプルに...

f(x) := (-1)*Σ[k=1..n] C{n,k}(-x)^k / k
f’(x) = Σ[k=1..n] C{n,k}(-x)^{k-1}
 = (1 - (1-x)^n)/x = (1-(1-x)^n)/(1-(1-x)) = Σ[k=0..n-1] (1-x)^k

Σ[k=1,n] C{n,k}(-1)^{k+1}/k
 = f(1) - f(0) = ∫[x=0,1]dx f’(x) = Σ[k=1..n] 1/k

問2をこの方向でやるのは却って面倒かもしれない.
分からない問題はここに書いてね458
909 :132人目の素数さん[sage]:2020/03/26(木) 19:42:03.72 ID:IM17g/m8
それほどでもなかった.
g(x,y) := (-1)*Σ[k=1..n] C{n,k}(-xy)^k /kk
∂[x]∂[y]g(x,y) = Σ[k=1..n] C{n,k}(-xy)^{k-1}
 = (1- (1-xy)^n) / xy = (1- (1-xy)^n) / (1- (1-xy))
 = Σ[k=0..n-1] (1-xy)^k
∂[x]g(x,y) = ∫dy ... = Σ[k=1..n] (1-(1-xy)^k) / kx {∵ ∂[x]g(x,0)=0}
 = Σ[k=1..n] y(1-(1-xy)^k) / k(1-(1-xy))
 = Σ[k=1..n] Σ[m=0..k-1] y(1-xy)^m / k
g(x,y) = ∫dx ... = Σ[k=1..n] Σ[m=1..k] { 1- (1-xy)^m }/mk {∵ g(0,y)=0}

∴ Σ[k=1..n] C{n,k}(-1)^{k+1} /kk
 = g(1,1) = Σ[k=1..n] Σ[m=1..k] 1/mk
分からない問題はここに書いてね458
911 :132人目の素数さん[sage]:2020/03/26(木) 21:49:15.07 ID:IM17g/m8
さっきの方針に沿って一般化してみた.
f{0} := f(x_1,...,x_m) := -Σ[k=1..n] C{n,k}(-x_1***x_m)^{k} /k^m
f{m} := ∂[x_1]...∂[x_m] f = { 1-(1-x_1***x_m)^n } / { 1-(1-x_1***x_m) }
 = Σ[k_1=0..n-1] (1 -x_1***x_m)^k_1
f{m-1} = ∫ dx_1 f{m} = Σ[k_1=1..n] { 1 - (1 -x_1***x_m)^k_1 }/{ x_2***x_m) }
 = Σ[k_1=1..n] x_1 { 1 - (1-x_1***x_m)^k_1 }/{ 1 - (1-x_1***x_m) }
 = Σ[k_1=1..n] (x_1/k_1) Σ[k_2=0..k_1-1] (1-x_1*...*x_m)^k_2
f{m-2} = ∫ dx_2 f{m-1}
 = Σ[k_1=1..n](x_1/k_1) Σ[k_2=1..k_1] (x_2/k_2){ 1 - (1-x_1***x_m)^k_2 }/{ 1 - (1-x_1***x_m) }
 = Σ[k_1=1..n](x_1/k_1) Σ[k_2=1..k_1] (x_2/k_2) Σ[k_3=0..k_2-1] (1-x_1*...*x_m)^k_3
. . . ...
f{1} = Σ[1≦k_{m-1} ≦...≦k_1≦ n] (x_1***x_{m-1})/ (k_1***k_{m-1}) Σ[k_m=0..k_{m-1}-1] (1-x_1*...*x_m)^k_m
f = f{0} = ∫ dx_m f[1] = Σ[1≦k_m≦...≦k_2≦k_1≦n] { 1-(1-x_1*...*x_m)^k_m } /(k_1***k_m)

∴ Σ[k=1..n] C{n,k}(-1)^{k+1} /k^m = Σ[1 ≦ k_1 ≦ k_2 ≦...≦ k_m ≦ n] 1/(k_1*k_2**k_m)
なかなか面白い式が得られた.
分からない問題はここに書いてね458
912 :132人目の素数さん[sage]:2020/03/26(木) 23:05:40.69 ID:IM17g/m8
この式から
 lim[n→∞] { Σ[k=1..n] C{n,k}(-1)^{k+1} /k^m } / ln(n)^m = 1/m!
が得られる.


※このページは、『2ちゃんねる』の書き込みを基に自動生成したものです。オリジナルはリンク先の2ちゃんねるの書き込みです。
※このサイトでオリジナルの書き込みについては対応できません。
※何か問題のある場合はメールをしてください。対応します。