階差をさらにとって一般項を求める(B)
★★☆☆☆☆☆(章末問題) / 作成者: shonan / 2026/10/24
🔁 類題: 階差をさらにとって一般項を求める(A) (★★☆☆☆☆☆(章末問題))
問題
数列 $1,\ 2,\ 4,\ 9,\ 23,\ 64,\ \cdots$ の一般項 $a_n$ を求めよ.
$\{a_n\}$ の階差数列を $\{b_n\}$,$\{b_n\}$ の階差数列を $\{c_n\}$ とすると
\[ \{b_n\}:\ 1,\ 2,\ 5,\ 14,\ 41,\ \cdots \qquad \{c_n\}:\ 1,\ 3,\ 9,\ 27,\ \cdots \]
$c_n=3^{n-1}$ であるから,$n\geqq 2$ のとき
\[ b_n=1+\sum_{k=1}^{n-1}3^{k-1}=1+\frac{3^{n-1}-1}{2}=\frac{3^{n-1}+1}{2} \]
これは $n=1$ でも成り立つ.さらに $n\geqq 2$ のとき
\[ a_n=1+\sum_{k=1}^{n-1}\frac{3^{k-1}+1}{2}=1+\frac{1}{2}\cdot\frac{3^{n-1}-1}{2}+\frac{n-1}{2}=\frac{3^{n-1}+2n+1}{4} \]
$n=1$ を代入すると $\dfrac{1+3}{4}=1$ となり $a_1=1$ と一致する.
よって $a_n=\dfrac{3^{n-1}+2n+1}{4}$
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