連立漸化式の極限(A)
★★☆☆☆☆☆(章末問題) / 作成者: shonan / 2026/10/26
🔁 類題: 連立漸化式の極限(B) (★★☆☆☆☆☆(章末問題))
問題
$a_1=1$,$b_1=0$,
\[ a_{n+1}=\frac{3a_n+b_n}{4},\qquad b_{n+1}=\frac{a_n+3b_n}{4}\quad(n=1,\,2,\,3,\,\cdots) \]
で定められる数列 $\{a_n\}$,$\{b_n\}$ の一般項と極限を求めよ.
2 式を足すと $a_{n+1}+b_{n+1}=a_n+b_n$ であるから $a_n+b_n=a_1+b_1=1$ $\cdots$①
2 式を引くと $a_{n+1}-b_{n+1}=\dfrac{1}{2}(a_n-b_n)$ であるから,数列 $\{a_n-b_n\}$ は初項 $a_1-b_1=1$,公比 $\dfrac{1}{2}$ の等比数列で $a_n-b_n=\left(\dfrac{1}{2}\right)^{n-1}$ $\cdots$②
①,② より
\[ a_n=\frac{1}{2}\left\{1+\left(\frac{1}{2}\right)^{n-1}\right\},\qquad b_n=\frac{1}{2}\left\{1-\left(\frac{1}{2}\right)^{n-1}\right\} \]
よって $\displaystyle\lim_{n\to\infty}a_n=\lim_{n\to\infty}b_n=\frac{1}{2}$
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