経済学で出る数学
ワークブックでじっくり攻める:問 4.17
【解答 4.17】
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ここでは,公式
\begin{align}
\sum_{k=1}^{t}k = \dfrac{1}{2}t(t+1)\tag{#}\\\\
\sum_{k=1}^{t}k^2 = \dfrac{1}{6}t(t+1)(2t+1)\tag{♡}\\
\end{align}
(『経出る』練習問題4.1,4.2)を使う.
\[
\sum_{k=1}^{t}(k-1)k=\sum_{k=1}^{t}k^2- \sum_{k=1}^{t}k
=\dfrac{1}{6}t(t+1)(2t+1)-\dfrac{1}{2}t(t+1)
=\dfrac{1}{6}t(t+1)\left((2t+1)-3\right)
=\dfrac{1}{3}t(t+1)(t-1).
\]
-
$\dfrac{1}{k(k+1)}=\dfrac{1}{k}-\dfrac{1}{k+1}$ だから,
\[
\sum_{k=1}^{t}\dfrac{1}{k(k+1)}=\left(\dfrac{1}{1}-\dfrac{1}{2}\right)+\left(\dfrac{1}{2}-\dfrac{1}{3}\right)+\cdots
+\left(\dfrac{1}{t-1}-\dfrac{1}{t}\right)
+\left(\dfrac{1}{t}-\dfrac{1}{t+1}\right)=1-\dfrac{1}{t+1}=\dfrac{t}{t+1}.
\]
【問 4.17終わり】
(#)と(♡)の証明は,高校では数学Bの単元に入っているはずです.
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