数列の問題
難易度 2教科書の章末問題レベル数学B 数列
数列 は
を満たす。和 の値を求めよ。
ヒント
行き詰まったら、上から順に 1 つずつ開いてください。
ヒント 1
漸化式から を実際に計算し、一般項を推測してみよう。推測は数学的帰納法で確かめる。
ヒント 2
と仮定すると、分子 は と因数分解でき、分母 と約分できる。
ヒント 3
となり、帰納法により が示せる。あとは を計算すればよい。
答えと解説
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解説を読む
最初のいくつかの項を計算する。
これより と推測できる。
数学的帰納法で示す。
のとき、 であるから成り立つ。
のとき が成り立つと仮定する。漸化式より
となり、 のときも成り立つ。
, より、すべての正の整数 について である。
和を計算する。
よって、求める和は である。
別解
最初の数項を計算する。、、、。したがって と推測できる。\n\n数学的帰納法で示す。 のとき で成り立つ。 と仮定すると、\n\nとなり、 でも成り立つ。よってすべての について 。\n\nゆえに\n。\n\n検算: から の値は上の直接計算と一致している。また は初項 3、末項 32、項数 30 の等差数列なので、和は となり一致する。