数列の問題
実数 に対して、 を超えない最大の整数を で表す。 を正の整数とするとき、和
を の式で表せ。
ヒント
行き詰まったら、上から順に 1 つずつ開いてください。
ヒント 1
が同じ値をとる をまとめて、群に分けて考えよう。
ヒント 2
となるのは のときで、その個数は 個である。最後の だけは別に扱う。
ヒント 3
と表せる。あとは と の公式を使って整理する。
答えと解説
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正の整数 に対して、
が成り立つので、この範囲の では となる。この範囲に含まれる整数 の個数は
である。
を、 に対応する範囲 と、最後の に分ける。 のときは である。よって
となる。 のときは右辺の を とみなし、 となって正しい。
和の公式より
であるから、
分母を にそろえると
(確認)
- のとき: で、式の値は となり一致する。
- のとき: で、式の値は となり一致する。
- のとき: で、式の値は となり一致する。
以上より
別解
について、 のとき であり、この範囲の は 個ある。また のとき である。したがって
整理すると
検算: のとき で、公式は となり一致する。 のとき で、公式は となり一致する。 のとき で、公式は となり一致する。