群に分けて考える数列の第何項と和(B)
★★☆☆☆☆☆(章末問題) / 作成者: shonan / 2026/10/24
🔁 類題: 群に分けて考える数列の第何項と和(A) (★★☆☆☆☆☆(章末問題))
問題
数列
\[ 1,\ 1,\ 2,\ 1,\ 2,\ 3,\ 1,\ 2,\ 3,\ 4,\ 1,\ \cdots \]
について,次の問いに答えよ.
\begin{enumerate}
\item[(1)] $10$ が初めて現れるのは第何項か.
\item[(2)] 第 100 項を求めよ.
\item[(3)] 初項から第 100 項までの和を求めよ.
\end{enumerate}
第 $k$ 群を $1,\ 2,\ \cdots,\ k$ の $k$ 個の数とする群数列とみる(下図).第 $k$ 群までの項数は $\dfrac{1}{2}k(k+1)$.
(1) $10$ が初めて現れるのは第 10 群の最後であるから,$\dfrac{1}{2}\cdot 10\cdot 11=55$ より第 55 項
(2) 第 13 群までに $91$ 項,第 14 群までに $105$ 項あるから,第 100 項は第 14 群の 9 番目で $9$
(3) 第 $k$ 群の和は $\dfrac{1}{2}k(k+1)$ であるから,第 13 群までの和は
\[ \sum_{k=1}^{13}\frac{1}{2}k(k+1)=\frac{1}{2}\left(\sum_{k=1}^{13}k^2+\sum_{k=1}^{13}k\right)=\frac{1}{2}\left(\frac{1}{6}\cdot 13\cdot 14\cdot 27+\frac{1}{2}\cdot 13\cdot 14\right)=\frac{1}{2}(819+91)=455 \]
第 14 群の 9 番目までの和は $1+2+\cdots+9=45$.よって $455+45=500$
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