一般項を推測して帰納法で証明する(A)
★☆☆☆☆☆☆(教科書) / 作成者: shonan / 2026/10/24
🔁 類題: 一般項を推測して帰納法で証明する(B) (★☆☆☆☆☆☆(教科書))
問題
$a_1=\dfrac{1}{2},\quad a_{n+1}=\dfrac{1}{2-a_n}$ によって定められる数列 $\{a_n\}$ について
\begin{enumerate}
\item[(1)] $a_2$,$a_3$,$a_4$ を求め,一般項 $a_n$ を推測せよ.
\item[(2)] (1) の推測が正しいことを数学的帰納法によって証明せよ.
\end{enumerate}
(1) $a_2=\dfrac{1}{2-\frac{1}{2}}=\dfrac{2}{3}$,$a_3=\dfrac{1}{2-\frac{2}{3}}=\dfrac{3}{4}$,$a_4=\dfrac{1}{2-\frac{3}{4}}=\dfrac{4}{5}$
よって $a_n=\dfrac{n}{n+1}$ と推測できる.
(2) $a_n=\dfrac{n}{n+1}$ …① とする.
[1] $n=1$ のとき $a_1=\dfrac{1}{2}$ であるから ① は成り立つ.
[2] $n=k$ のとき ① が成り立つ,すなわち $a_k=\dfrac{k}{k+1}$ と仮定すると
\[ a_{k+1}=\frac{1}{2-\frac{k}{k+1}}=\frac{k+1}{2(k+1)-k}=\frac{k+1}{k+2} \]
よって $n=k+1$ のときも ① は成り立つ.
[1],[2] から,すべての自然数 $n$ について $a_n=\dfrac{n}{n+1}$
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