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記事No.58553に関するスレッドです

無限級数の収束 / たゆたゆ
画像の2問ですが、どちらも収束するらしいのですが、どのように考えたら収束するのか分かりません。ご教授願います。
No.58553 - 2019/05/26(Sun) 14:29:59

Re: 無限級数の収束 / らすかる
一つ目
Σ[n=1〜∞]n^4・e^(-n^2)=Σ[n=1〜∞]n^4/e^(n^2)
a[n]=n^4/e^(n^2)とおくと
n≧2のとき
(n+1)^4/n^4=1+4/n+6/n^2+4/n^3+1/n^4<1+1+2+1+1=6
e^((n+1)^2)/e^(n^2)=e^(2n+1)>2^5=32
なので
a[n+1]/a[n]={(n+1)^4/e^((n+1)^2)}/{n^4/e^(n^2)}<3/16
従ってn≧3のときa[n]<a[2]・(3/16)^(n-2)なので
0<Σ[n=1〜∞]n^4/e^(n^2)
<a[1]+a[2]+a[2]Σ[n=3〜∞](3/16)^(n-2)
=a[1]+(16/13)a[2]
となり収束。

二つ目
f(x)=x^(-3/2)は減少関数なので
0<Σ[n=1〜∞]√n/(n^2+1)
<Σ[n=1〜∞]√n/n^2
=Σ[n=1〜∞]n^(-3/2)
=1/2+Σ[n=2〜∞]n^(-3/2)
<1/2+lim[n→∞]∫[1〜n]x^(-3/2)dx
=1/2+lim[n→∞]{2(1-1/√n)}
=5/2
となり収束。

No.58556 - 2019/05/26(Sun) 15:57:05