特性方程式の解に1を含む3項漸化式(B)
★★☆☆☆☆☆(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(A) (★★☆☆☆☆☆(章末問題))
問題
$a_1=1,\ a_2=2,\quad a_{n+2}=4a_{n+1}-3a_n$ 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 $x^2=4x-3$ の解は $x=1,\ 3$ 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 $a_{n+2}-a_{n+1}=3(a_{n+1}-a_n)$ と変形できるから,階差数列 $\{a_{n+1}-a_n\}$ は初項 $a_2-a_1=1$,公比 $3$ の等比数列で
\[ a_{n+1}-a_n=3^{n-1} \]
$n\geqq 2$ のとき
\[ a_n=1+\sum_{k=1}^{n-1}3^{k-1}=1+\frac{3^{n-1}-1}{3-1}=\frac{3^{n-1}+1}{2} \]
これは $n=1$ のときも成り立つ.よって $a_n=\dfrac{3^{n-1}+1}{2}$
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