数学
高校生
解決済み

このマーカーで引いた部分の式がなんでこうなるのか教えて欲しいです。

14 S 31 正の実数からなる数列{an}の初項から第n項までの和をS” とおく。 数列{an}が 2S=a2+nを満たすとき (1) a1 を求めよ。 (2) 2,3,4 を求めよ。 (3) am を予想し, それが正しいことを数学的帰納法によって証明せよ。 2.Sn=a²+n ① とする。 (1) ①にn=1 を代入して 2S1=a2+1 S1 = α1 であるから 2a₁=a₁²+1 よって (a₁-1)²=0 ゆえに (2) ①にn=2を代入して 2S2=az2+2 S2=a1+a2=1+α2 であるから 2(1+2)=az²+2 すなわち ...... よって a2²-2a2=0 20であるから a2=2 ① に n=3 を代入して 2S3 = a²2+3 S3=a1+a2+a3=3+α3 であるから よって a-2a4-8=0 a₁=1 仮定からS=1/12kk+1) 1=1 よって 432-243-3=0 43 > 0 であるから a3=3 ① にn= 4 を代入して 2S₁=a²+4 Sa=a1+a2+ax+a4=6+α であるから 2(6+a)=a4²+4 すなわち (a₁ +2)(a₁-4)=0 a₂(a2-2)=0 2 (3+α3)=a32+3 すなわち >0であるから a4=4 (3) (1),(2) から, an=n...... ②と予想される。 この予想が正しいことを数学的帰納法で証明する。 [1] n=1のとき a=1であるから、②は成り立つ。 [2] n≦k のとき,②が成り立つと仮定する。 n=k+1のときを考えると, 2Sk+1=ak+12+k+1 から 2(Sk+ax+1)=ax+12+k+1 W (43+1)(43-3)=0 よって, ③ から k(k+1)+2ax+1=ak+12+k+1 整理して ak+1²-2ax+1- (k²-1)=0 すなわち {ak+1+(k-1)}{ak+1 -(k+1)}=0 ak+1>0であるから ak+1=k+1 ゆえに,n=k+1 のときにも②は成り立つ。
数学的帰納法

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