[2025年東京理科大学理学部数学科]出題ミス
[2025年東京理科大学理学部数学科]出題ミス
次の総和を求めよ。
\[ \sum_{k=2}^{\infty}\frac{2}{k^{2}+3k-2} \] この問題は出題ミスです。
次の総和を求めよ。
\[ \sum_{k=2}^{\infty}\frac{2}{k^{2}+3k-2} \] この問題は出題ミスです。
\begin{align*}
\sum_{k=2}^{\infty}\frac{2}{k^{2}+3k-2} & =\sum_{k=2}^{\infty}\frac{2}{\left(k+\frac{3}{2}\right)^{2}-\frac{9}{4}-2}\\
& =\sum_{k=2}^{\infty}\frac{2}{\left(k+\frac{3}{2}\right)^{2}-\frac{17}{4}}\\
& =\sum_{k=-1}^{\infty}\frac{2}{\left(k+\frac{3}{2}\right)^{2}-\frac{17}{4}}-\sum_{k=-1}^{1}\frac{2}{\left(k+\frac{3}{2}\right)^{2}-\frac{17}{4}}\\
& =\sum_{k=1}^{\infty}\frac{2}{\left(k-2+\frac{3}{2}\right)^{2}-\frac{17}{4}}-\left(\frac{2}{\left(-1+\frac{3}{2}\right)^{2}-\frac{17}{4}}+\frac{2}{\left(0+\frac{3}{2}\right)^{2}-\frac{17}{4}}+\frac{2}{\left(1+\frac{3}{2}\right)^{2}-\frac{17}{4}}\right)\\
& =\sum_{k=1}^{\infty}\frac{2}{\left(k-\frac{1}{2}\right)^{2}-\frac{17}{4}}-\left(\frac{2}{\frac{1}{4}-\frac{17}{4}}+\frac{2}{\frac{9}{4}-\frac{17}{4}}+\frac{2}{\frac{25}{4}-\frac{17}{4}}\right)\\
& =2\sum_{k=1}^{\infty}\frac{1}{\left(k-\frac{1}{2}\right)^{2}-\left(\frac{\sqrt{17}}{2}\right)^{2}}-\left(-\frac{2\cdot4}{16}-\frac{2\cdot4}{8}+\frac{2\cdot8}{8}\right)\\
& =\frac{2\pi}{\sqrt{17}}\cdot\frac{2\frac{\sqrt{17}}{2}}{\pi}\sum_{k=1}^{\infty}\frac{1}{\left(k-\frac{1}{2}\right)^{2}-\left(\frac{\sqrt{17}}{2}\right)^{2}}-\left(-\frac{1}{2}-1+1\right)\\
& =\frac{2\pi}{\sqrt{17}}\tan\frac{\sqrt{17}\pi}{2}+\frac{1}{2}\cmt{\because\tan\pi z=\frac{2z}{\pi}\sum_{k=1}^{\infty}\frac{1}{\left(k-\frac{1}{2}\right)^{2}-z^{2}}}\\
& =\frac{2\pi}{\sqrt{17}}\tan\frac{\sqrt{17}\pi}{2}+\frac{1}{2}\\
& =\frac{2\pi}{\sqrt{17}}\tan\frac{\sqrt{17}\pi}{2}+\frac{1}{2}\\
& =\frac{1}{2}+\frac{2\pi}{\sqrt{17}}\tan\frac{\sqrt{17}\pi}{2}
\end{align*}
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タイトル | [2025年東京理科大学理学部数学科]出題ミス |
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[2016年京都大学・数学問2]シンプルな整数問題
$p,q$を素数として$p^{q}+q^{p}$が素数となる全ての値を求めよ。