質問<407>2001/2/12
from=凍夜怜邑
「数列の和・群数列の和」


宿題なのですが、数列ってさっぱりわかりません(爆)

問1
次の数列の初項から第n項までの和を求めよ。
1の2乗×2の2乗 分の3
2の2乗×3の2乗 分の5
3の2乗×4の2乗 分の7
4の2乗×5の2乗 分の9
……
問2
数列{an}が a1+2a2+3a3+……+nan=n(1+n)を満たす時、
和a1+a2+a3+……an を求めよ。

問3
自然数の列を次のような群に分ける。
(1)(2,3)(4,5,6,7)(8,9,10,11,12,13,14,15)……
①第n群の最初の数を求めよ
②500は第何群の第何項か
③第n群に入る数の和を求めよ

数列って難しいですね。さっぱり解りません(汗汗)


お返事2001/2/12
from=武田


問1
  3    5    7    9
────+────+────+────+……
12 ×22 2 ×32 2 ×42 2 ×52  

 n   2k+1
=Σ ─────────
 k=1 k2 (k+1)2 

 n   1    1
=Σ {───-──── }
 k=1  k2  (k+1)2 

  1 1   1 1   1  1      1    1
=(─-─)+(─-─)+(─-──)+……+(──-──────)
  1 4   4 9   9 16      n2  (n+1)2 

     1
=1-──────
   (n+1)2 

 (n+1)2 -1  n2 +2n   n(n+2)
=────────=───────=─────── ……(答)
   (n+1)2  (n+1)2    (n+1)2 

問2
a1+2・a2+3・a3+……+n・an=n(1+n)=Sn とおく。
Sn-Sn-1
={a1+2・a2+3・a3+……+(n-1)・an-1+n・an}
  -{a1+2・a2+3・a3+……+(n-1)・an-1}
=n・an 
=n(1+n)-(n-1)n=n+n2 -n2 +n
=2n
したがって、an=2
a1+a2+a3+……+an=2+2+2+……+2=2n ……(答)

問3
①
 |1|2,3|4,5,6,7|8,9,10,11,12,13,14,15|……
群 1  2     3             4
個 1  2     4             8

群の中の最初の数は、その群の個数と一致するので、
第n群の最初の数は、2n-1……(答)

②
指数不等式2n-1≦500を解くと、
(n-1)log2≦log500=log1000/2
          =3-log2

     3-log2
n-1≦────────=8.9……
      log2
したがって、
n≦9.9……
nは自然数だから
∴n=9
29-1=28 =256
第9群の最初の数が256だから、
500-256+1=245

∴第9群第245項……(答)

③
第n群の数の和は
S=2n-1+(2n-1+1)+(2n-1+2)+……+(2n-1+2n-1-1)

等差数列の和の公式
  (初項+末項)×項数
S=──────────
      2
より、

  {2n-1+(2n-1+2n-1-1)}2n-1
S=─────────────────
         2

  (3・2n-1-1)2n-1
 =──────────── ……(答)
       2