差をとって n の項を消す漸化式(B)
★★☆☆☆☆☆(章末問題) / 作成者: shonan / 2026/10/24
🔁 類題: 差をとって n の項を消す漸化式(A) (★★☆☆☆☆☆(章末問題))
問題
$a_1=2,\quad a_{n+1}=3a_n-2n+1$ によって定められる数列 $\{a_n\}$ の一般項を求めよ.
$a_{n+1}-\{\alpha(n+1)+\beta\}=3\{a_n-(\alpha n+\beta)\}$ を満たす $\alpha$,$\beta$ を求める.展開すると
\[ a_{n+1}=3a_n-2\alpha n-2\beta+\alpha \]
もとの式と比べて $-2\alpha=-2$,$-2\beta+\alpha=1$.よって $\alpha=1$,$\beta=0$ で
\[ a_{n+1}-(n+1)=3(a_n-n) \]
$\{a_n-n\}$ は初項 $a_1-1=1$,公比 $3$ の等比数列であるから
\[ a_n-n=3^{n-1} \qquad\text{よって}\quad a_n=3^{n-1}+n \]
(確認:$a_2=3\cdot 2-2+1=5=3+2$)
(別解)階差数列 $b_n=a_{n+1}-a_n$ をとると $b_{n+1}=3b_n-2$,$b_1=3$ となり,$b_n=2\cdot 3^{n-1}+1$ から同じ結果が得られる.
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