例題 272 一般項に (-1)" を含む数列の和
1xSm = 1-2°+3° 4' + 5° 62+・・・+(-1)"+1n" を求めよ。
思考プロセス
式を分ける
符号が交互に変わることから2項ずつ組にして考える。
Sn = (12−22) + (32-4) + (526) +......
場合に分ける
最後も組
2
(1-2)+(3-4) +... + (
)+( )+. ...+(
2)
(nが偶数のとき)
2
(nが奇数のとき)
最後余る
Action》 一般項に(-1)” を含む数列は,nの偶奇で場合に分けよ
解 (ア) nが偶数のとき, n=2m (m=1,2,3, ・・・) とおくと
Sn=S2m
= (1−22) + (3-4) + (52-62)
m
+・・・+{(2m-1)-(2m)}
={(2x-1)-(2k)}=
m
= {(2k-1)² - (2k)²} = Σ(−4k+1)
=-4.
½½m(m
k=1
-m(m+1)+m= =-m(2m+1)
n=2mより,m= -n であるから
1
Sn
=
n(n+1)
2
(イ) nが3以上の奇数のとき,
n=2m+1(m = 1, 2, 3, ...) とおくと
Sn=S2m+1= Szm+ (2m+1)
-m(2m+1)+(2m+1)2
=(2m+1)(m+1)
1
n=2m+1より, m= (n-1) であるから
Sn=n{1/(n-1)+1}=1/12n(n+1
n=1 を代入すると1となり, S=12=1に一致する。
nの式で表す。
(ア)の結果を利用する。
S2m を用いるから, nを
3以上の奇数とした。
-m(2m+1) + (2m+1)2
=(2m+1){-m+(2m+1)}
= (2m+1)(m+1)
=
1/(x-1)+1
//{(n-1)+2}
= 1/2(n+1)
このまま答えとしてもよ
1/2(n+1)(nは偶数)
(ア)(イ)より Sn=
1
n(n+1) (nは奇数)
2
い。
すなわち Sn = (−1) "+1. — — n (n+1)
(-1)+1
=
J-1 (nが偶数)
(nが奇数)