aₙ₊₁=paₙ+q を特性方程式で解く(A)
★☆☆☆☆☆☆(教科書) / 作成者: shonan / 2026/10/24
🔁 類題: aₙ₊₁=paₙ+q を特性方程式で解く(B) (★☆☆☆☆☆☆(教科書))
問題
次の条件によって定められる数列 $\{a_n\}$ の一般項を求めよ.
\begin{enumerate}
\item[(1)] $a_1=1,\quad a_{n+1}=3a_n+4$
\item[(2)] $a_1=5,\quad a_{n+1}=2a_n-3$
\end{enumerate}
漸化式 $a_{n+1}=pa_n+q$ は,$\alpha=p\alpha+q$ を満たす $\alpha$ を用いて $a_{n+1}-\alpha=p(a_n-\alpha)$ と変形できる.
(1) $\alpha=3\alpha+4$ より $\alpha=-2$.漸化式は $a_{n+1}+2=3(a_n+2)$ と変形できる.
数列 $\{a_n+2\}$ は初項 $a_1+2=3$,公比 $3$ の等比数列であるから
\[ a_n+2=3\cdot 3^{n-1}=3^n \qquad\text{よって}\quad a_n=3^n-2 \]
(下図のように,$a_n$ と $-2$ との差が 1 項ごとに 3 倍になっていく.)
(2) $\alpha=2\alpha-3$ より $\alpha=3$.$a_{n+1}-3=2(a_n-3)$ であるから,$\{a_n-3\}$ は初項 $2$,公比 $2$ の等比数列.
\[ a_n-3=2\cdot 2^{n-1}=2^n \qquad\text{よって}\quad a_n=2^n+3 \]
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