続く項の和が公比の累乗倍になることの利用(B)
★★☆☆☆☆☆(章末問題) / 作成者: shonan / 2026/10/24
🔁 類題: 続く項の和が公比の累乗倍になることの利用(A) (★★☆☆☆☆☆(章末問題))
問題
等比数列 $\{a_n\}$ の初項から第 $n$ 項までの和を $S_n$ とする.$S_n=2$,$S_{2n}=12$ のとき,$S_{3n}$ を求めよ.
初項を $a$,公比を $r$ とする.$r=1$ とすると $S_n=na=2$,$S_{2n}=2na=4$ となり,$S_{2n}=12$ に反するので $r\neq 1$.
第 $n+1$ 項から第 $2n$ 項までの和は,初項から第 $n$ 項までの和の $r^n$ 倍であるから
\[ S_{2n}=S_n+r^nS_n=S_n(1+r^n) \]
よって $2(1+r^n)=12$ より $r^n=5$.
また,第 $2n+1$ 項から第 $3n$ 項までの和は,初項から第 $n$ 項までの和の $r^{2n}$ 倍であるから
\[ S_{3n}=S_n(1+r^n+r^{2n})=2(1+5+25)=62 \]
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