指針>の左側の数の数列 1, 3,5,
基本例題110(等差) × (等比) 型の数列の和
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次の数列の和を求めよ。
1·1, 3-3, 5-3,
ご類一橋大)
p.538 基本事項5
2n-1
の右側の数の数列 1,3,3
そって、この例題の数列は(等差数列)×(等比数列)型 となっている。
初項1,公差2の 等差数列
初項1,公比3の 等比数列
基本 108
37ー1
三代入。
これは等比数列ではないが 等比数列と似た形。
等比数列の和を求める方法(S-rS を作る。 p.527 解説参照)をまねる。
14
の因数が3
CHART(等差)× (等比) 型の数列の和 S-rSを作る
解答
求める和をSとすると
S=1·1+3-3+5·3°+ +(2n-1)·37-1
両辺に3を掛けると
1-3+3-3°+…+(2n-3)·3"-1+(2n-1)·3"
43の指数が同じ項を,上下
にそろえて書くとわかりや
3S=
『辺々を引くと
-2S=1+ 2·3+2·3°+ +2·37-1
三する。
すい。
ー(2n-1)-3"
は初項3, 公比 3,項
数n-1の等比数列の和。
最初と最後
3(3-1-1)
3-1
=1+2·
- (2n-1)·3"
=1+3"-3-(2n-1)·3"
=(2-2n)-3"-2
S=(n-1)-3"+1
用される。
ゆえに
1
(検討 上の解答の.
が等比数列の和となる理由
数列(an} が公差 dの等差数列で, rキ1とする。
このとき,数列 {anrカー1} の初項から第れ項までの和Sは
S=a+azr+asr+…+antm-!
a.r+a:r+…+an-irm-1 +anrm
土/4,
±/n-I,
0の両辺をヶ倍して
0-2から
ここで
rS=
(1-r)S=a+(a2-a))r+(as-a2)r+·+(an-anーl)r-anr
42-a」=as-az=…=an-an-1=d
は, dr+dr°+…+dr"-1 すなわち d(r+r+…+rリー!) となり,
は等比数列の
よって、
和となる。
習次の数列の和を求めよ。
110| (1) 1-1, 2.5, 3-5',
n·57-1
(3) 1, 4x, 7x°,
(3n-2)x"ー1
章4種々の数列