質問<3114>2006/4/22
from=g.m.p
「無限等比級数」


無限等比級数の解説で、「無限等比級数では、|r|<1のとき、収束してa/(1-r)に
なって、|r|≧1のとき、発散となる」というのがあるのですけど、|r|≧1のとき、
発散というのが納得いきません。r≧1のときはrのn乗は+∞に発散するので、無限等
比級数の和が発散するのは分かります。しかし、r≦-1のときは、rのn乗は振動する
ので、無限等比級数の和も振動するのではないですか?r≧1の発散し、r≦-1のとき
振動するなら納得いきますが、|r|≧1のとき発散となるのが納得いきません。振動す
るけど、+∞または-∞になるということで発散するという解説になっているのでしょ
うか?詳しい説明お願いします。

★希望★完全解答★

お便り2006/4/23
from=ZELDA


等比数列の初項をa(aは0以外の数)とする。
公比をr(r≦-1)とする。

このとき、
∑[1,∞]ar^(n-1)=lim[n→∞]∑[1,n]ar^(k-1)
=lim[n→∞]a(1-r^n)/(1-r)

この値は、nの偶奇によって明らかに符合が異なる。
したがって、g.m.pさんの仰るとおり、振動することがわかります。
発散と言う言葉には、厳密に使用するものと、
いいかげんに使用するものと二種類あります。
この問題でいう発散というのは、正の無限大に発散すると言う意味ではなく、
ただ単に、収束しないという意味で使われているものと思われます。
振動するから発散する(収束しない)ということでしょう。


お便り2006/4/24
from=wakky


確かにおっしゃるとおりだと思います。

|r|<1なら収束
r≧1なら発散
r≦-1なら振動

と書いてある本もあります。

「収束する」と「収束しない」
の「収束しない」の方を単にまとめて「発散」と
表現しているのではないかと思います。