ライプニッツ級数
\[
\sum_{n=0}^{\infty}\frac{(-1)^{n}}{2n+1}=\frac{\pi}{4}
\]
が成り立つ。
\(|x|<1\)を考えると、
\begin{align*} \sum_{n=0}^{\infty}\frac{(-1)^{n}}{2n+1}x^{2n+1} & =\int_{0}^{x}\sum_{n=0}^{\infty}(-1)^{n}x^{2n}dx\\ & =\int_{0}^{x}\frac{1}{1+x^{2}}dx\\ & =[\arctan x]_{0}^{x}\\ & =\arctan x \end{align*} \(x=1\)のとき、交項級数のライプニッツ定理とアーベルの連続性定理より、
\[ \sum_{n=0}^{\infty}\frac{(-1)^{n}}{2n+1}=\frac{\pi}{4} \] が成り立つ。
\begin{align*} \sum_{n=0}^{\infty}\frac{(-1)^{n}}{2n+1}x^{2n+1} & =\int_{0}^{x}\sum_{n=0}^{\infty}(-1)^{n}x^{2n}dx\\ & =\int_{0}^{x}\frac{1}{1+x^{2}}dx\\ & =[\arctan x]_{0}^{x}\\ & =\arctan x \end{align*} \(x=1\)のとき、交項級数のライプニッツ定理とアーベルの連続性定理より、
\[ \sum_{n=0}^{\infty}\frac{(-1)^{n}}{2n+1}=\frac{\pi}{4} \] が成り立つ。
ページ情報
| タイトル | ライプニッツ級数 |
| URL | https://www.nomuramath.com/s04t0d5m/ |
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二項係数とベータ関数を含む極限
\[
\lim_{n\rightarrow\infty}\sqrt{n}4^{n}B(n,n)=2\sqrt{\pi}
\]
ベッセル関数のポアソン積分表示
\[
J_{\nu}(z)=\frac{1}{\sqrt{\pi}\Gamma\left(\nu+\frac{1}{2}\right)}\left(\frac{z}{2}\right)^{\nu}\int_{-1}^{1}(1-t^{2})^{\nu-\frac{1}{2}}e^{izt}dt
\]
積分問題
\[
\int_{0}^{\infty}\frac{x^{s}}{\cosh^{2}x}dx=\frac{\Gamma(s+1)}{2^{s-1}}\eta(s)
\]
ウォリス積分の定義
\[
\int_{0}^{\frac{\pi}{2}}\sin^{n}\theta d\theta
\]