数列 漸化式シリーズ

攻略
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漸化式とは

 ざっくりいうと、ある項とある項の関係を表したものです.よく出題される、第$n$項と第$(n+1)$項の関係を表したものを、隣接2項間の漸化式です.そのため、第$n$項と第$(n-2)項との関係を表したものも漸化式と呼びます.入試に必要な漸化式を紹介していきます.

問題1

 $a_1=1$,$a_{n+1}=a_n+3^n$ $(n=1, 2, 3, \cdots)で定められる数列$\{a_n\}$において,一般項を求めよ.

【東北芸工大学 一部抜粋 2020】

解答1

 $a_{n+1}-a_n=3^n$より,数列$\{a_n\}$は階差数列であることが分かる.よって,$n≧2$のとき,

   $a_n=a_1+\displaystyle\sum_{k=1}^{n-1}3^k$

     $=1+3・\displaystyle\frac{3^{n-1}-1}{3-1}$

     $=1+\displaystyle\frac{3^n-3}{2}$

     $=\displaystyle\frac{3^n-1}{2} (n≧2) \cdots➀$

 $n=1$のときも➀は成り立つ.よって,

$a_n=\displaystyle\frac{3^n-1}{2}$ (答)

問題2

 数列$\{a_n\}$があり,$a_1=1$,$a_{n+1}=2a_n+2 (n=1, 2, 3, \cdots)$である.このとき,数列$\{a_n\}$の一般項$\{a_n\}$を求めよ.

【同志社女子大学 2020】

解答2

 $a_1=1$,$a_{n+1}=2a_n+2 \cdots➀$

*ここからの部分は実際の解答では書かないように

 ➀に対して,$\alpha=2\alpha+2 $を考えると,$\alpha=-2$となる.

ここまでは書かない

 ➀は

$a_{n+1}+2=2(a_n+2)$

と変形できる.ここで,数列$\{a_n+2\}$は初項$a_1+2=3$,公比2の等比数列であるから,

$a_n+2=3・2^{n-1}$

$a_n=3・2^{n-1}-2$ (答)

漸化式パターンは此方からご確認ください!

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