به محفل ریاضی ایرانیان خوش آمدید! لطفا برای استفاده از تمامی امکانات عضو شوید
ارسال شده اسفند ۱۶, ۱۴۰۳ در مطالب ریاضی توسط قاسم شبرنگ (4,161 امتیاز)
ویرایش شده اسفند ۱۷, ۱۴۰۳ توسط قاسم شبرنگ
168 بازدید

یک مسأله جالب از

$Crux Mathematicorum Volume/tome 51, issue/numéro 1 January/janvier 2025$

اگر $a$ عددی حقیقی مثبت باشد حد دنبالۀ زیر را بیابید:

$$ \lim_{n\to \infty } \sum_{k=1}^{2n}(-1)^k( \frac{k}{2n} )^a$$

به کمک قضیۀ شولتس:

$$ \lim_{n\to \infty } \sum_{k=1}^{2n}(-1)^k( \frac{k}{2n} )^a= \lim_{n\to \infty } \frac{\sum_{k=1}^{2n+2}(-1)^kk^a-\sum_{k=1}^{2n}(-1)^kk^a}{(2n+2)^a-(2n)^a} $$

$$= \lim_{n\to \infty } \frac{(2n+2)^a-(2n+1)^a}{(2n+2)^a-(2n)^a} = \lim_{n\to \infty } \frac{[(1+ \frac{1}{n} )^a-1]-[(1+ \frac{1}{2n} )^a-1]}{(1+ \frac{1}{n} )^a-1} $$

$$= \lim_{x\to 0^+} \frac{[(1+x)^a-1]-[(1+ \frac{x}{2} )^a-1]}{(1+x)^a-1} = \lim_{x\to 0^+} \frac{[ \frac{(1+x)^a-1}{x-0}] -[ \frac{(1+ \frac{x}{2} )^a-1}{x-0 } ]}{ \frac{(1+x)^a-1}{x-0} }$$

$$= \frac{f'(x)-f'( \frac{x}{2} )}{f'(x)} $$

$$= \frac{a- \frac{a}{2} }{a} $$

$$= \frac{1}{2}$$

که در آن $f(x)=(1+x)^a$.

$ \Box $

“ ریاضیات نه چیزی بیشتر و نه چیزی کمتر از بخش دقیق اندیشه ی ما است.
...