等差等比数列の和を微分で求める正しい手順
等差等比数列の和を微分で求める正しい方法を教えて下さい。
※前回の質問から本やネットで調べたのですが、
分からないので質問します。
まず、以下のサイトの「期待値」の項をご覧ください:
https://ikuty.com/2018/10/12/geometric_distribution/
ここでは、問題の式
pΣ[k=1, ∞] k(1-p)^(k-1)
とは(今のところ)無関係そうな
1/(1-x) = 1 + x + x^2 + ... = Σ[k=0, ∞] x^k
…が何の前触れもなく突如現れます。
そして、右辺を微分すると
Σ[k=1, ∞] k(1-p)^(k-1)
になって、「ああ、pを掛ければ問題の式と同じだ」となります。
…それはもしかして、
1/(1-x) = 1 + x + x^2 + ... = Σ[k=0, ∞] x^k
の微分した値が問題の式と同じになると前もって知っていたから
この解法に使えているだけですよね?
逆に、何を微分したらこの問題の式と同じになるかを知らなかったら、
この方法は使えないですよね?
(今回の問題の式程度なら一目瞭然かもしれませんが)
ですから、本来なら、問題の式
Σ[k=1, ∞] k(1-p)^(k-1)
の(1-p)をxと変換して、
Σ[k=1, ∞] kx^(k-1)
これを積分すると
Σ[k=0, ∞] x^k
になり、初項1、公比xの無限等比級数なので
1/(1-x)
になりました
では、両辺を微分しましょう
…というのが正しい流れではないでしょうか?
どうか教えて下さい。
お願いします。
お礼
ありがとうございます