[高校数学III]格子点と数列の極限
xy平面上で
x≧0, y≧0, x^2 +y^2≦n^2
で表される範囲における格子点の個数をS(n)で表す。ただし、nは自然数である。
このとき、極限lim[n->∞]{S(n)/n^2}を求めよ。
という問題についてですが、
模範解答は
x=k(k=0,1,2,…,n)のとき、yのとり得る範囲は、y≧0かつ
k^2 +y^2≦n^2よりy^2≦n^2 -k^2
したがって、0≦y≦√(n^2 -k^2)である。
これを満たす整数yの個数は[√(n^2 -k^2)]+1個であるから
S(n)=Σ[k=0,n]{[√(n^2 -k^2)]+1}
である。ここで、
√(n^2 -k^2)<[√(n^2 -k^2)]+1≦√(n^2 -k^2)+1…(1)
であるから、
Σ[k=1,n]√(n^2 -k^2)<S(n)≦Σ[k=1,n]{√(n^2 -k^2)+1}…(2)
したがって、
Σ[k=1,n]{√(n^2 -k^2)/n^2}<S(n)/n^2≦Σ[k=1,n]{{√(n^2 -k^2)+1}/n^2}
である。
・
・
・
(以下略)
となっています。
質問は(1)→(2)の式変形についてですが、
S(n)=Σ[k=0,n]{[√(n^2 -k^2)]+1}であるのに、(2)でS(n)を挟んでいる2式はなぜ「Σ[k=1,n]…」となるんでしょうか?
教えて頂ければ有難いです、宜しくお願いします。
お礼
理解できました ありがとうございます