No.3ベストアンサー
- 回答日時:
#2です。
A#2の補充質問について
I2 = ∫(t=0→∞)[1/(a^t)]dt とおくと
1/(a^t) = a^(-t) = e ^{-t ln(a)}ですから
F(t) = ∫[1/(a^t)]dt = e ^{-t ln(a)} /{-ln(a)} + C
I2 = F(∞) - F(0)
級数の収束条件から a>1ですから、ln(a)>0で
F(∞) = 0
I2 = -F(2) = 1/ln(a)
となります。
No.2
- 回答日時:
a>1で収束するわけですね。
積分値は 1/ln(a) になります。ここでln(.)は自然対数
積分は非常に幅の狭いdtとそのときの関数値の積を積分区間で足し合わせたものです。
つまり、級数表示では以下のように表されます。
I2=lim(b→∞)[lim(n→∞)(b/n)Σ(j=1→n){1/(a^(jb/n)}]
lim(b→∞)[lim(n→∞)(b/n)a^(-b/n){1- 1/a^b}/{1- 1/a^(b/n)}
これが 1/ln(a) になるわけです。
一方、質問の級数和は、幅1、高さ1/a^n の級数和です。
I1=Σ(j=1→∞)1/(a^j)=1/(a-1)
なお、
a→1+ のとき
ln(a)=(a-1)-(1/2)(a-2)^2 +(1/3)(a-1)^3 - ...
と展開できますので
ln(a)≒ a-1
つまり
I2→1/(a-1) となります。
I1とI2は一致します。
この回答へのお礼
お礼日時:2005/09/13 22:09
回答ありがとうございました.
非常に勉強になりました.
すいません.極限の式への変換は,あとでゆっくり勉強させていただきます.
log(a)=~ a-1 は考えもしませんでした.
すいません.
質問の元の積分式の計算でlog(a)となるにはどのように計算すればなるでしょうか?
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