回答

✨ ベストアンサー ✨

指数が書けないので、2のn-1乗を2^(n-1)と表記しますことご了承ください。

この数列の基本は偶数を並べていることであり、
第n群の最初の数について考える
第1群 1個 →2^0
第2群 2個 →2^1
第3群 4個 →2^2=2×2
第4群 8個 →2^3=2×2×2
・・・
第5群の先頭の数はこの数列全体では16番目である
それは
等比数列 2^(n-1)の第1項から第4項までの和+1
である。結果的には2^4となる。
つまり第n群の先頭の数はこの数列全体では 2^(n-1) 番目の数である。そして、それは2×2^(n-1)であるから 2^n である。

次に第n群の最後の数について考える
第n群の最後の数は第n+1群の最初の数の1つ前であるので 2^(n+1) - 2 =2(2^n - 1) となる

ここから質問の回答をしていきます。
 512<540<1024
  2^9<540<2^10
   || ||
 2×256 2×270
512はこの数列全体の256番目であり第9群の先頭の数である
540はこの数列全体の270番目の数である
270-256+1=15
よって540は第9群の15番目の数である

『サ』に入るのはnなので①である

この数列自体は等差数列が基本となっているので第n群に含まれる数の総和も等差数列の和の公式
  1/2 × (項数) × (初項 + 末項)
で求めることができる
よって

  1/2 × 2^(n-1) × {2^n + 2^(n+1) - 2}
 = 2^(n-2) × {2^n + 2^(n+1) - 2}
 = 2^(n-1) × {2^(n-1) + 2^n - 1}
 = 2^(n-1) × {2^(n-1) × (1+2) - 1}
 = 2^(n-1) × {3 × 2^(n-1) - 1}

したがって
『シ』に入るのはn-1なので⓪である
『ス』に入るのは3である
『セ』に入るのはn-1なので⓪である

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