\documentclass[12pt]{jsarticle}
\usepackage{amsmath,amssymb}
\usepackage{pifont}
\pagestyle{empty}
\begin{document}
\setlength{\baselineskip}{22pt}
\begin{flushleft}
{\huge 3}
　$f(x)=x^m$（$m$は正の整数）とする．
正の数$a$と$0<r<1$である$r$に対して
\[ S_k=f(ar^{k-1})(ar^{k-1}-ar^k) \hspace{1zw} (k=1, \, 2, \, \cdots\cdots, \, n) \]
とおく．次の空欄を式で埋めよ．
\[ \sum_{k=1}^nS_k=\text{□}\cdot\sum_{k=1}^nr^{(k-1)(m+1)} \hspace{1zw} \cdots\cdots\text{\ding{"AC}} \]
級数$\displaystyle\sum_{k=1}^nr^{(k-1)(m+1)}$の和を求めると
\[ \sum_{k=1}^nr^{(k-1)(m+1)}=\text{□} \hspace{1zw} \cdots\cdots\text{\ding{"AD}} \]
\ding{"AC}に\ding{"AD}を代入して無限級数$\displaystyle\sum_{k=1}^\infty S_k$の和を求めると
$\displaystyle\sum_{k=1}^\infty S_k=a^{m+1}\cdot\text{□}$．
この$\displaystyle\sum_{k=1}^\infty S_k$は$r$の関数であるが，
$r\to1$とすれば$\displaystyle\sum_{k=1}^\infty S_k\to\text{□}$．
\end{flushleft}
\end{document}
