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(1)で求めた式を計算して全体のエネルギーを求めたいですが、和の計算がよくわかりません。
ここで上手い方法があります。
①前問の答えの式を見ると、分子をA、分母をBとすると\frac{A}{B}=-\frac{\partial}{\partial \beta}(\log B)の形になっています。
②このBに相当する部分は、等比級数の和の公式を用いて書かれているので、高校数学の公式で具体的に計算できます。
まず、②にしたがって和を計算した後、①の微分を行うことで エネルギーを計算しなさい。