ライプニッツ級数
ライプニッツ級数
次の総和が成り立つ。
\[ \sum_{k=1}^{\infty}\frac{\left(-1\right)^{k-1}}{2k-1}=\frac{\pi}{4} \] この級数をライプニッツ級数という。
次の総和が成り立つ。
\[ \sum_{k=1}^{\infty}\frac{\left(-1\right)^{k-1}}{2k-1}=\frac{\pi}{4} \] この級数をライプニッツ級数という。
この級数の最初の数項は、
\[ \sum_{k=1}^{\infty}\frac{\left(-1\right)^{k-1}}{2k-1}=1-\frac{1}{3}+\frac{1}{5}-\frac{1}{7}+\frac{1}{9}-\frac{1}{11}+\cdots \] となります。
\[ \sum_{k=1}^{\infty}\frac{\left(-1\right)^{k-1}}{2k-1}=1-\frac{1}{3}+\frac{1}{5}-\frac{1}{7}+\frac{1}{9}-\frac{1}{11}+\cdots \] となります。
\begin{align*}
\sum_{k=1}^{\infty}\frac{\left(-1\right)^{k-1}}{2k-1} & =\sum_{k=1}^{\infty}\left(-1\right)^{k-1}\left[\frac{1}{2k-1}x^{2k-1}\right]_{0}^{1}\\
& =\sum_{k=1}^{\infty}\left(-1\right)^{k-1}\int_{0}^{1}x^{2k-2}dx\\
& =\int_{0}^{1}\sum_{k=1}^{\infty}\left(-1\right)^{k-1}x^{2k-2}dx\cmt{\text{総和と積分の順序変更}}\\
& =\int_{0}^{1}\sum_{k=1}^{\infty}\left(-1\right)^{k-1}\left(x^{2}\right)^{k-1}dx\\
& =\int_{0}^{1}\sum_{k=1}^{\infty}\left(-x^{2}\right)^{k-1}dx\\
& =\int_{0}^{1}\frac{1}{1+x^{2}}dx\\
& =\left[\tan^{\bullet}x\right]_{0}^{1}\\
& =\frac{\pi}{4}
\end{align*}
ページ情報
| タイトル | ライプニッツ級数 |
| URL | https://www.nomuramath.com/ox7d83dr/ |
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始点・終点に関して対称な形を含む総和・積分
\[
\sum_{k=a}^{b}\frac{f\left(k\right)}{f\left(k\right)+f\left(a+b-k\right)}=\frac{b-a+1}{2}
\]
分母と分子交互に根号の総乗
\[
\prod_{k=1}^{\infty}\frac{\sqrt[2k-1]{\alpha}}{\sqrt[2k]{\alpha}}=2^{\Log\alpha}
\]
総和・総乗・積分の順序・区間反転公式
\[
\sum_{k=a}^{b}f\left(k\right)=\sum_{k=a}^{b}f\left(a+b-k\right)
\]
1-1+1-1+…と続く総和
\[
\sum_{k=1}^{n}\left(-1\right)^{k+1}=\frac{1}{2}+\frac{\left(-1\right)^{n+1}}{2}
\]