3+3²+…+3ⁿ⁻¹ の部分は
初項3、公比3、項数n-1より
3・(3ⁿ⁻¹-1)/(3-1)
となっており、これに4がかけてあるので、
6・(3ⁿ⁻¹-1) になる。
-2S=5+6・(3ⁿ⁻¹-1)-(4n+1)・3ⁿ
=5+6・3ⁿ⁻¹-6-(4n+1)・3ⁿ
6・3ⁿ⁻¹を、2・3・3ⁿ⁻¹と考えると、3・3ⁿ⁻¹=3ⁿになるから
=2・3ⁿ -4n・3ⁿ -3ⁿ -1
=2・3ⁿ -3ⁿ -4n・3ⁿ -1
=(2-1-4n)・3ⁿ-1
=(1-4n)・3ⁿ-1
です