隣接3項間の漸化式(フィボナッチ型)(A)
★★★☆☆☆☆(共通テスト) / 作成者: shonan / 2026/10/24
🔁 類題: 隣接3項間の漸化式(フィボナッチ型)(B) (★★★☆☆☆☆(共通テスト))
問題
$a_1=1,\ a_2=1,\quad a_{n+2}=a_{n+1}+a_n$ によって定められる数列 $\{a_n\}$(フィボナッチ数列)の一般項を求めよ.
特性方程式 $x^2=x+1$ の解を $\alpha=\dfrac{1+\sqrt{5}}{2}$,$\beta=\dfrac{1-\sqrt{5}}{2}$ とすると,$\alpha+\beta=1$,$\alpha\beta=-1$ であり,
\[ a_{n+2}-\alpha a_{n+1}=\beta(a_{n+1}-\alpha a_n),\qquad a_{n+2}-\beta a_{n+1}=\alpha(a_{n+1}-\beta a_n) \]
と変形できる(展開すると $a_{n+2}=(\alpha+\beta)a_{n+1}-\alpha\beta a_n$ となる).
$a_2-\alpha a_1=1-\alpha=\beta$,$a_2-\beta a_1=1-\beta=\alpha$ であるから,数列 $\{a_{n+1}-\alpha a_n\}$ は初項 $\beta$,公比 $\beta$ の等比数列,数列 $\{a_{n+1}-\beta a_n\}$ は初項 $\alpha$,公比 $\alpha$ の等比数列である.よって
\[ a_{n+1}-\alpha a_n=\beta\cdot\beta^{n-1}=\beta^n \quad\cdots\text{①},\qquad a_{n+1}-\beta a_n=\alpha^n \quad\cdots\text{②} \]
②$-$① より $(\alpha-\beta)a_n=\alpha^n-\beta^n$.$\alpha-\beta=\sqrt{5}$ であるから
\[ a_n=\frac{1}{\sqrt{5}}\left\{\left(\frac{1+\sqrt{5}}{2}\right)^n-\left(\frac{1-\sqrt{5}}{2}\right)^n\right\} \]
⭐ お気に入り 0
ログインするとお気に入り・印刷リスト・PDF出力が使えます