積分と数列の和の極限
関数 について、区間 における曲線 と 軸、および直線 で囲まれた図形の面積 を考える。
グラフ
Alt: 平面上の の範囲で、曲線 (青線)が描かれている。 の赤い破線と 軸、 軸で囲まれた曲線の下の部分が面積 として示されている。
この面積 は、定積分 によって求められる。
一方、 は数列の和の極限(区分求積法)によっても求めることができる。
区間 を 等分し、その分点を とする。
各小区間の幅は であり、 番目の分点の 座標は () である。
各小区間 において、右端の点 での の値を高さとする長方形の面積は である。
これらの 個の長方形の面積の和を とすると、
と表せる。このとき、 が成り立つ。
定積分 の値を求めよ。答えは の形の既約分数となる。 の値を答えよ。
ヒント: 整数で答えよ
シナリオ中の の式を変形せよ。
ここで、自然数の3乗の和の公式 を用いて を の式で表したものとして、正しいものを次の A〜D から選べ。
小問2で求めた の極限値 を求めよ。
答えは の形の既約分数となる。 の値を答えよ。
ヒント: 整数で答えよ
小問1で求めた定積分 の値と、小問3で求めた極限値 の関係について、正しい記述を次の A〜D から選べ。