特性方程式の解に1を含む3項漸化式(A)
★★☆☆☆☆☆(章末問題) / 作成者: shonan / 2026/10/24
🔁 類題: 特性方程式の解に1を含む3項漸化式(B) (★★☆☆☆☆☆(章末問題))
問題
$a_1=1,\ a_2=3,\quad a_{n+2}=3a_{n+1}-2a_n$ によって定められる数列 $\{a_n\}$ の一般項を求めよ.
特性方程式 $x^2=3x-2$ の解は $x=1,\ 2$ で,$1$ を解にもつ.このときは階差数列を利用するとよい.
漸化式は $a_{n+2}-a_{n+1}=2(a_{n+1}-a_n)$ と変形できるから,階差数列 $\{a_{n+1}-a_n\}$ は初項 $a_2-a_1=2$,公比 $2$ の等比数列で
\[ a_{n+1}-a_n=2\cdot 2^{n-1}=2^n \]
$n\geqq 2$ のとき
\[ a_n=1+\sum_{k=1}^{n-1}2^k=1+(2^n-2)=2^n-1 \]
これは $n=1$ のときも成り立つ.よって $a_n=2^n-1$
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