質問<388>2001/1/6
from=ももっち
「Σの計算」


Σの意味さえ知っていれば解ける様なのですが・・・。
  n
Ⅰ.Σ2のk+1乗/3のk乗 の値を求めよ。
  k=1                   

  n
Ⅱ.Σkの2乗/4kの2乗-1 の値を求めよ。
   k=1

  n
Ⅲ.Σk3のk乗 を求めよ。
  k=1
 
という3問なのですが、何となくⅢはやり方が分かりそうな気もするの
ですがいまいち確信が持てないので質問させていただきます。
残りはさっぱりなのでよろしくお願いします。


お返事2001/1/7
from=武田


問1
n  2k+1  n  4 2   (4/3){1-(2/3)n }
Σ ───= Σ ─(─)k-1=───────────────
k=1 3k   k=1 3 3       1-(2/3)

           2
     =4{1-(─)n } ……(答)
           3

問2
n    k2    n    k    k   1
Σ ──────= Σ(────+────)・─
k=1 4k2 -1  k=1 2k-1 2k+1  4

  1  1 1   2 2   3 3       n  n
 =─{(─+─)+(─+─)+(─+─)+……+(──+──)}
  4  1 3   3 5   5 7      2n-1 2n+1

  1             n    1     n
 =─(1+1+1+……+1+────)=─(n+────)
  4            2n+1  4   2n+1

  2n2 +2n  n(n+1)
 =───────=─────── ……(答)
  4(2n+1) 2(2n+1)

問3
n
Σ k・3k =1・3+2・32 +3・33 +……+n・3n 
k=1

 =3+(32 +32 )+(33 +33 +33 )+……+(3n +3n +……+3n )

 =(3+32 +33 +……+3n )+(32 +33 +……+3n )+(33 +……+3n )+……+3n 

  3(3n -1) 32 (3n-1-1) 33 (3n-2-1)     3n (3-1)
 =───────+────────+────────+……+────────
    3-1     3-1      3-1         3-1

  1
 =─(3n+1-3+3n+1-32 +3n+1-33 +……+3n+1-3n )
  2

  1
 =─{n・3n+1-(3+32 +33 +……+3n )}
  2

  1        3(3n -1)
 =─{n・3n+1 -────────}
  2         3-1

  2n・3n+1 -3n+1 +3
 =────────────
       4

  (2n-1)3n+1+3
 =─────────── ……(答)
       4