Это сумма ряда, где каждый член имеет вид 1+ n+1 n
, где n пробегает значения от 10 до 99.
Каждый член ряда можно представить в виде 1+ n+1 n
= n+1 n+1
+ n+1 n
= n+1 n+1+n
= n+1 2n+1
.
Теперь мы можем переписать сумму ряда:
∑ n=10 99
(1+ n+1 n
)=∑ n=10 99
n+1 2n+1
.
Мы можем разделить сумму на две части:
∑ n=10 99
n+1 2n+1
=∑ n=10 99
n+1 2n
+∑ n=10 99
n+1 1
.
Для первой части мы можем использовать тот факт, что n+1 2n
=2− n+1 1
:
∑ n=10 99
n+1 2n
=∑ n=10 99
(2− n+1 1
)=2∑ n=10 99
1−∑ n=10 99
n+1 1
.
Сумма ∑ n=10 99
1 равна просто 90 (так как это сумма 90 единиц).
Для второй части мы имеем ∑ n=10 99
n+1 1
:
∑ n=10 99
n+1 1
= 11 1
+ 12 1
+ 13 1
+⋯+ 100 1
.
Это гармонический ряд, который расходится, но мы можем использовать тот факт, что ∑ k=1 ∞
k+1 1
=1+∑ k=1 ∞
k+1 1
=1+(1+∑ k=1 ∞
k+1 1
)=1+1+∑ k=1 ∞
k+1 1
=2+∑ k=1 ∞
k+1 1
.
Однако этот ряд расходится, поэтому мы не можем напрямую вычислить его сумму. Но мы можем использовать тот факт, что ∑ k=1 ∞
k+1 1
расходится, и оценить сумму, используя интегральный тест или сравнение с гармоническим рядом. Для наших целей мы можем просто сказать, что сумма гармонического ряда от 11 до 100 приблизительно равна ln(100)−ln(10)=ln( 10 100
)=ln(10).
Итак, ∑ n=10 99
n+1 1
≈ln(10).
Теперь мы можем подставить это обратно в наше исходное выражение:
∑ n=10 99
n+1 2n+1
=2∑ n=10 99
1−∑ n=10 99
n+1 1
=2⋅90−ln(10)=180−ln(10).
Для второй части суммы мы имеем ∑ n=10 99
n+1 1
:
∑ n=10 99
n+1 1
= 11 1
+ 12 1
+ 13 1
+⋯+ 100 1
.
Это гармонический ряд, который расходится, но мы можем использовать тот факт, что ∑ k=1 ∞
k+1 1
=1+∑ k=1 ∞
k+1 1
=1+(1+∑ k=1 ∞
k+1 1
)=1+1+∑ k=1 ∞
k+1 1
=2+∑ k=1 ∞
k+1 1
.
Однако этот ряд расходится, поэтому мы не можем напрямую вычислить его сумму. Но мы можем использовать тот факт, что ∑ k=1 ∞
k+1 1
расходится, и оценить сумму, используя интегральный тест или сравнение с гармоническим рядом. Для наших целей мы можем просто сказать, что сумма гармонического ряда от 11 до 100 приблизительно равна ln(100)−ln(10)=ln( 10 100
)=ln(10).
Итак, ∑ n=10 99
n+1 1
≈ln(10).
Теперь мы можем подставить это обратно в наше исходное выражение:
∑ n=10 99
n+1 2n+1
=2∑ n=10 99
1−∑ n=10 99
n+1 1
=2⋅90−ln(10)=180−ln(10).
Следовательно, сумма ряда приблизительно равна 180−ln(10). Точное значение суммы равно ∑ n=10 99
Может понадобиться знак суммы: ⅀(n=a;b)f(n) = f(a)+...+f(b)
Во всех трёх примерах дробь под знаком суммы разбивается на разность двух дробей и в результате суммирования большинство слагаемых этих конечных рядов взаимосокращаются:
315. Тут выражение под знаком суммы такое же как и в примере 313 ⅀(n=10;99)1/[n·(n+1)] = ⅀(n=10;99)[1/n-1/(n+1)] = 1/10-1/11+1/11-1/12+1/12-1/13+... +1/98-1/99+1/99-1/100 = 1/10-1/100 = 0,09 Смотрите: -1/11+1/11-1/12+1/12+...-1/98+1/98-1/99+1/99 просто сократились!
P.S. А все дурацкие ответы дизлайкайте, пожалуйста, чтобы они глаза не мусолили!