漸化式と極限の問題です。 この問題の解答の、下から4行目の不等式の、左から4番目の項の分母が4^3になっている理由が分かりません…。 1番右の項でnを使った一般式があるから4^3になるというのは分かりますが、そもそもなぜこの一般式になるかが謎です。 なんとなく4^2になるよ... 続きを読む

11 漸化式と極限 (1) Example 11 ★★★☆☆ α=3, an+1 an 2 3 + (n=1, 2, ...) で定められる数列{a} がある。 an (1) 不等式 an6 を証明せよ。 (2) 不等式 an+1-√6<1(an-√6)2 を証明せよ。 (3) liman を求めよ。 [17 大阪府大] 812 解答 (1) [1] n=1のとき, a1=3> √6 より成り立つ。 [2] n=k のとき, ak>√6 が成り立つと仮定すると ak+1-√6= ak²+6 √6= (ak-√6) 2 ->0 2ak 2ak よって, n=k+1 のときも成り立つ。 Key 数学的帰納法で 示す。 A+B>02272 ~ふかえは良い ている。 [1], [2] から, すべての自然数nについて an>√6 終 (2) 2√6 <am であるからこで再田 an+1-6 (055) K 2<< de 12/1)00 amでっていうのを使いたいんだよ になったらひくて <ことして (an-√6)2(an-√6)=(an-√6) 終 2an ここに4あるか?」 2.2 ④4 bn+1 <bm² 2 これを (409 Key (2) 不等式を繰 だったの 56で (3) b=a-√6 とおくと, (2) から この関係式を繰り返し用いると,n≧2 のとき byよりまし 0<bn<=bn-12<- 4 43n-2....... 1 42-1-12-1 4 17 |61|=|3-√6|<1 より lim-24-1-b,2"-1=0 であるから, はさみうちの原理により すなわち n→∞ n→∞ limbn=0 n→∞ liman=√6 答 り返し用いて, はさみ うちの原理を利用。

別解の解き方の方針は、j を固定して i を動かした後、 「今度は j を変えて、再び i を動かす。」のではなく、 「iが動いている状態の数式が出てくるので、その式の中でjを動かす」でしょうか。

4 総和/公式の活用, 展開の活用 一般項が an=2n-1で表される数列がある.このとき, a2= (1) である.また, 41 から 10 までの異なる2項の積 aia, (ただし, i<j) のすべての和は(2) である. 10 k=1 (芝浦工大) 展開の活用 ① (a+b+c)=a+b2+c22ab+bc+ca)3C22) ② (a+b+c+d)=a+b2+c+d-2(ab+ac+ad+bc+bd+cd) というように, ①で,展開した式の ・部には, a,b,cの3個から異なる2個を取ってできるすべて の種類の積が出てくる. ②で, 展開した式の 一部には, a, b, c, dの4個から異なる2個を取ってで きるすべての種類の積が出てくる. 4C2 ET (a1+a2+..+an)の展開を考えると,ここには, 41, a2, 3, ..., an の中から異なる2個を取り出し て作られる積,„C2通りのすべてが出てくる。これを利用して総和を求める。(1th) +a2b+3bat- 2→b

ベクトルのなす角についてです 4番のCAとDCのなす角が135°になるのが分かりません

2. √2 a²² 4.2 (5) 261辺の長さが1である正方形ABCD について,次の内積を求めよ。 (1) ABBE AB · BC = (AB) IBU cos 90° 10-) S5 (0) B D * CB.DA CB = (clos し (3) ADAC サ (+1)=5* ☆ AD. AC²= |AB|·LAC² | Cos 450 CA.DC ==Nx1x)=-1. 2 CA - DC² = 1 CA1 - 100/C08/35° 確認のなす角は 90°+45-1350 1 √√Σx 1 × (-1/2)=-1

(2)を解きましたが間違いでした。a_(2n-1)=bkと数列を置くところが違うのでしょうか。

1+1 (1) q=1より, a2=a+- =2,as=a2+/2/2=3 2 4 3+1 a=a3+ =5, as=a4+2 -=7,as=as+ 5+1 2 =10, a₁ = a+ 6 =13 (2) n=2k-1のとき, (2k-1)+1 a(2k-1)+1=a2k-1+ a2h=a2k-1+k 2k n=2kのとき,2k+1=azk+ =a2k+k 2 ①,②より,azk+1=a2k+k=(azk-1+k)+k=azk-1+2k n≧2のとき、 azn_1=a1+(ag-a)+(a5-a3)+..+(azn-1-a2n-3) n-1 n-1 fch-in) Q- =a1+ (azh+1-a2n-1)=1+2k=1+2(n-1)n k=1 =n2-n+1 (n=1のときもこれでよい) ①から, azn=azn-1+n=n2+1 ③ ④ n=20 として, α39=202-20+1=381, a = 202+1=401 (3) ③, ④より 20 n=1 20 (a2n-1+a2n) = (2n²-n+2) =(2n²-n+2) n=1 =2.11.20-21-41- 1 ・20・21+2・20=5570 3 奇数項についての漸化式を立て て奇数項を求める。 偶数項は奇 数項からすぐに分かるので, 偶数 項についての漸化式は立てる必 要はない. Σa=na k=1 13 演習題(解答は p.77) 次の漸化式によって定義される数列{a} (n=1, 2, ･･･) について,次の問いに答えよ. 1 a1=4, a2n=/azn-1+n2, azn+1=4a2n+4(n+1) (1) 2, 3, 4, 5 を求めよ. It (2) azn, a2n+1 をnを用いて表せ。 (2) 奇数番目の項だけ (3){a} の項で4の倍数でないものは, nの値が小さいものから4項並べると, a, ao, ao, ao Ths. に着目する. (3) 2+1 は漸化式か (類 松山大薬) 88 68

階差数列を考える時、2枚目の3行目の赤ペンが入っている階差数列を3枚目の階差数列として解いてしまいました。 なぜ3枚目だとダメなのでしょうか。項数が違ってしまうとかでしょうか…

2) a1=2, na,+1=(n+1)an+1 ④をn(n+1)で割ると, bn = an n an+1 an 1 = + n+1 ” とおくと, bn+1=bn+ よって,n≧2のとき, n(n+1) n 1 n(n+1) 1 :.bn+1-bn= n(n+1) 1 n-1/1 1 =2+ Σ k=1k k+1 1-by)=2+2k(k+1) bn=b₁+(b+1-br) bn=b₁+ (bk+1-bk)=2+ Σ 1 =2+ 1 (n-1)+1 1 =3- (n=1のときもこれでよい) n ∴an=nbn=3n-1 11 演習題 (解答は p.76) 次で定義される数列{an} の一般項を求めよ. an-1 (1) a1=8, an= (n=2, 3, ...) (津田塾大・目・大 (n-1)an-1+1 (2) a1=3, anan+1=5・22n-1 (n=1, 2, 3, ...) (信州訃) 66

(3)を解きましたが不正解でした。3枚目では、2枚目の①までは同じで、bnを消さずに係数比較してみました。しかし、これでは式が一本しかなく、A,Bの値がもとまりません。 私はどこで間違えたのでしょうか。

=1 }-12+(1/2) (n=1のときもこれでよい) よって, an an=40,=1"{1/12+(1/2)"}=2-4- =2.4"-1+2" 【別解】 (2) +1+A2n+1=4 (an+A2") を満たす A を求める。 Qn+1=4a„+4A.2"-A2"+1=4a+A2n+1 と条件式を比べて, A=-1 an+1-2n+1=4(an-2")より, {an-2"} は公比4の等比数列. よって, an-2"=4"-1 (α1-21)=2.4"-1 ∴an=2.4"-1+2" 9 演習題(解答は p.75) 次の式で定められる数列の一般項 α を求めよ. (1) a1=2, an+1=3an+2n2-2n-1 (n≧1) (2) a1=1, an+1-2am=n.2n+1 (n≧1) (日) 1 n-1 (3) a1=1, an+1= = ant 2 (n≧1) (岐 n(n+1) 64

(1)を係数比較で解こうとしましたが、A=1になるところ、-1になってしまいました。2枚目の右側のものが解答の解き方でした。 どこで間違えたのでしょうか。

12/ bn = 4 n とおくと, b1=241=1, n-1 +1 =1, bnt1=bn- (1/2)となるので,n2のと bn=b₁+ (bk+1b)=1- k=1 1 (2/2) =1- k=] 11/12/11-(1/1)-1/2+(1/2) =1 よって, an=4"bm=4" 11/1/2+(1/2)^}= n-1 2 1 1- 2 (n=1のときもこれでよい) =2.4"-1+2" 【別解】 (2) n+1+A2n+1=4(an+A2") を満たす A を求める。 an+1=4an+4A2"-A・2n+1=4a,+A2n+1 と条件式を比べて, A=-] an+1-2n+1=4(an-2")より,{an-2"}は公比4の等比数列. よって, an-2"=4"-1 (α1-21)=2･4n-1 09 9 演習題 (解答は p.75) 次の式で定められる数列の一般項 an を求めよ. (1) a1=2, an+1=3an+2n2-2n-1 (n≥1) (2) a1=1,n+1-2an=n.2n+1 (n≧1) an=2.4"-1+2" (E (3) a1=1, an+1 1 n-1 = 2 ant n(n+1) (n≧1) ( 64

解説の(2)(ⅲ)でan>2^(1/3)なので、1回変形しただけでも正であると言えると思うのですが、なぜ解答ではan^3が出る形まで変形しているのでしょうか。

14 不等式と漸化式 (1)x>0のとき,不等式 1/2(x+1/22) 221 を示せ、また等号が成り立つのはどのようなときか (2) 数列{a} を, a1=2, an+1= 2/3(an+1/2)(n=1,2,3,..)で定める。 1 (i) n≧1 のとき, an>an+1>2を示せ. 2. 2 2 (ii) n≧2のとき, を示せ. an+1 an 2 2 an 3 an-1 2 2\n-1 を示せ. 2 3 an (i) n≧1のとき, 0<an+1 an+1 <kan 不等式の証明 (金沢大文系) k>0,an>0のとき, an+1 <kan をくり返し用いて, am <kn-la を導くことができる。 A>Bを示すには, A-B>0 を示すことを目標にするのが基本方針. ②なり 解答量 (1) 与式の分母を払い、2-3・2332+20 これを示せばよい。 左辺を因数分解して(x-21) (2+2号) D ←t=23 とおくと, 2x3-3t2+1=(x-t) (2x+t) >0のとき ①≧0 (等号はx=23)であるから示された。 ant 3 = (a+11) (2)(i)/a>2号と(1)より,帰納的に4741= an 2 an 3-2 3an2 an 2 1 ->0 (an>23) 2 1 また, an-an+1=an- 3 ant 1 よって,amam+1 > 2 2 2 1 = 2 an 3 an 2 2 (iii) an+1) = an 2 = 2 よって,,>2/1/3(n≧1)が成り立 つ これを帰納法で示すと丁寧. (an> Ants >2} (1+4) XA-Bo 2 (日)) (ii) an+17 2 2 = an 2 2 an 3 2 an an 2 3 an an-1 ->0 (an>23) 2 an 3-2 -(-)-> 2 3 an 2 3 2 n=1のとき=1で与式は成立する.n≧2のとき (ii) をくり返し用いて, an+1 2 an 2 2 3 an 2 < an-12) n-1 a2 22 33 2 a₁2 an-1 2 An-22 n-1 ・1= 2\n-1 (号) an-1 _2 an-2 0<an <an-1より 2. 1+4 an² <an-12 2 = a2 2 a1 上式 2-3 2-3 2 2 2 an an-1 03-2 2 223-2 22 =1 2

(2)の解説の5行目の「n>=2のとき」を書くのはシグマを使うからだと思いますが、6行目の式の、第1、2項はn=0、1の時とも言えると思うので、 「n>=2のとき」は6行目と7行目の後に入れてしまいました。 なぜ解答は5行目に「n>=2のとき」を入れているんでしょうか。

● 13 奇隅で形が異なる漸化式 次のように定められた数列がある. n+1 n a1=1, an+1=an+ (n=1, 3, 5, ...), an+1=an+- (n=2, 4, 6, ...) 2 (1) a2=,ag= a6= □, a7= である. (2) a39= a40= である. (3) 初項から第40項までの和は である. (明大・農) a3, ...... 奇偶で形が異なる漸化式 nの奇偶で形が異なる漸化式は, n=2k-1, n=2kとおいて, 奇数項 (41, ･････) どうしに成り立つ漸化式, つまり2k+1を2-1で表す式を立てて解き、もとの漸化式に戻っ て a2k を求める. 解答量 (1) a1=1より, a2=a+ -=2,α3=az+- 1+1 2 2 23, 3+1 2 a=a3+ -=5,25=a4+ -=7, a6=a5+ 4 2 5+1 2 =10,α=46+ (2) n=2k-1のとき a(2k-1)+1=a2k-1+ (2k-1)+1 2 1つすすめ 2k 2 n=2kのとき,2k+1=a2k+ =a2k+k a2k=a2k-1+k ①,②より, a2k+1=a2k+k=(azk-1+k)+k=a2k-1+2k n≧2のとき an-1=a1+(a-a1)+(α5-a3)+... + (azn-1-42n-3) =a1+a2+1-28-1)=1+2k=1+2.12 (n-1)n =n2-n+1(n=1のときもこれでよい ) 62 =13 ① から, a2= an-1+n=n2+1 ③ ④ n=20として,α39=202-20+1=381, a=202+1=401 (3) ③ ④ より 20 n=1 20 (azn-1+azn)=2(2m²-n+2) n=1 =2· ・20・21・41- 1.41-1/20 -・20・21+2・20=5570 1 3 奇数項についての漸化式を立て て奇数項を求める. 偶数項は奇 数項からすぐに分かるので, 偶数 項についての漸化式は立てる必 要はない. a=na k=1

どうやったらこの式になりますか？？

⑥(2) a1 = 1, 3an+1 = 2an+3.2η-1 2 ⇒an+1 = 3an+2n-1 an+1 2 an 両辺を 2n+1で割ると + 2n+1 32n+1 an 1 = 2n = bn とおくと bn+1 = 3 bn + 4 bn+1 - 3/3 = 1½ (b − 3) 8 bn { bn - 2 } は初項 by - - - 8 3-8 bn bn - = 3 8 = 1 8 1 + 3n 8.3n-1 n-1 と変形できる。 27-1 1 an 1 = + 2n+1 32n 4 a1 3 1 = 公比 21 8 8 1/3の等比数列 an 1+3n (3n+1)2n-3 an = 2n 8.3n-1 3n-1