aₙ₊₁=paₙ+qⁿ の両辺を累乗で割って解く(B)
★★☆☆☆☆☆(章末問題) / 作成者: shonan / 2026/10/24
🔁 類題: aₙ₊₁=paₙ+qⁿ の両辺を累乗で割って解く(A) (★★☆☆☆☆☆(章末問題))
問題
$a_1=2,\quad a_{n+1}=3a_n+2^{n+1}$ によって定められる数列 $\{a_n\}$ の一般項を求めよ.
両辺を $3^{n+1}$ で割ると
\[ \frac{a_{n+1}}{3^{n+1}}=\frac{a_n}{3^n}+\left(\frac{2}{3}\right)^{n+1} \]
$c_n=\dfrac{a_n}{3^n}$ とおくと $c_{n+1}-c_n=\left(\dfrac{2}{3}\right)^{n+1}$,$c_1=\dfrac{2}{3}$.$n\geqq 2$ のとき
\[ c_n=\frac{2}{3}+\sum_{k=1}^{n-1}\left(\frac{2}{3}\right)^{k+1}=\frac{2}{3}+\frac{\frac{4}{9}\left\{1-\left(\frac{2}{3}\right)^{n-1}\right\}}{1-\frac{2}{3}}=2-2\left(\frac{2}{3}\right)^n \]
これは $n=1$ のときも成り立つ.よって
\[ a_n=3^n c_n=2\cdot 3^n-2^{n+1} \]
(確認:$a_2=3\cdot 2+4=10=18-8$)
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