等比級数の和を巡っての堂々巡り

 特殊関数論の始まりは等比級数の和の式です。これが最重要だとする数学者もいるそうな。

    

こんなわかりきった関数など興味なしとする人々もいるでしょう。

 

 だけどね、こんな反復操作するとどうでしょうか?

       

つまり、qを等比級数の和の式で置き換えるのです。

      

この級数展開をq<1でしてみなはれ、と振られたら、数学居士の面々もうなるのではなかろうか?

 自分も音を上げたし、数式処理ソフトも完全なる解をよこさない。

こんな半端な級数展開を返したわけであります。

n=10での説明です。

本来は下記の等比級数を考えている。

   

このqを下記にように置き換える。

すると、等比級数の項目が激増してしまう。

 級数和の式から変形すると上式とは似ても似つかない式です。

q=1とすると1111111111となります。

 

具体的な値で離散的に計算してみました。q=1/2でnを独立変数とすると

       

n=1~20までの数値はこうなり、収束しないようですね(直観に反しますよね)

まあ、この試算も検証が必要かもしれませんね。

ちなみに、q→1の極限値は下式となります。

    

もうひとたび、反復操作してみます。

        

その結果は、...面白い式なのか詰まらない式なのか批評できないですね。

    

q→1の極限値は下式となります。

       

こうなるのは予想できたでしょうね!

q->1/2を計算してみます。

   

これはこうなると

   

さて、n無限大ではどうなるか、わかりますか?

おそらく「-無限大」になります。

ホントかな?

 

【参考文献】

こんな専門書がございました。

 

こんな本も買いました

その刺激への反応は追って報告しますね!