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数学 高校生

5、6行目のlog22an^2がlog2an+1になってるのは、どーやったんですか?

重要例退 次の条件によって定められる数列 {an} の一般項を求めよ。 [類慶応大) a」=1, an+1=2an? 基本104 CHARTO OLUTION 漸化式 an+1=ロa,? 対数をとる a,?の処理として, 漸化式の両辺の対数(底は c, 0<c<1 または ]<a をとり,log.an+1 と logeanの関係式を作る。 この例題では an?の係数2に注目して, 底が2の対数を考える。その際 (真数)>0 の条件に注意する。 inf. anan+1 のような積の形で表された漸化式にも「対数をとる」の方法は有効。 log.anan+1=log.can+logcQn+1 となり, logcan と log.an+1 の関係式を導くこし ができる。ただし, すべてのnについて an>0 の確認が必要。 ●a 解答 a=1>0, および漸化式の形から,すべての自然数nに対して an>0 となる。 与えられた漸化式の両辺の2を底とする対数をとると log2an+1=log22an? log2 2a,=1og22+log2a,°=2log2an+1 -すべての自然数nに対 して an+1>0, 2a?>0 すなわち,(真数)>0 の 一 条件を満たしている。 まち出 ここで よって log2an+1=21og2Qn+1 bn=log2an とおくと 変形して るち出(東 ー 8日回 1 0,0さケ bn+1=26n+1 bn+1+1=2(bn+1) α=2α+1 を解くと b」=log2ai=0 であるから b.+1=1 D+ Q=-1 ゆえに,数列{bn+1} は, 初項1, 公比2の等比数列となり bn+1=2"-1 すなわち bn=2"-1_1 an=20n=22"-1-1 別解 a=1, az=2a?=2', as=2a:?=2'+2, a4=2a°=2-(2'+2)2=2'+2+4, as=2a°=2·(21+2+4)2=2'+2+4+8 よって Tal =2"-1-1 と予想される。 に、原積比は +27-2 よって,an=2'+2+4+8+… このとき a=22°-1 =1 2"-1_1 -=2"-1_1 2-1 三 an+1-2a,?=22"ー1 _2-22"-2=2**-1_2"-1=0 与えられた条件を満たすから, 求める一般項は a,=2""-1-1 予想が正しいことを証

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