初項から第$n$項までの和 $S_n = 3n^2 - 2n$ で表される数列$\{a_n\}$の一般項 $a_n$ を求める問題です。

代数学数列一般項等差数列
2025/6/26

1. 問題の内容

初項から第nn項までの和 Sn=3n22nS_n = 3n^2 - 2n で表される数列{an}\{a_n\}の一般項 ana_n を求める問題です。

2. 解き方の手順

数列の和 SnS_n から一般項 ana_n を求めるには、以下の公式を利用します。
n2n \geq 2のとき、an=SnSn1a_n = S_n - S_{n-1}
n=1n = 1のとき、a1=S1a_1 = S_1
まず、S1S_1を計算します。
S1=3(1)22(1)=32=1S_1 = 3(1)^2 - 2(1) = 3 - 2 = 1
したがって、a1=1a_1 = 1
次に、n2n \geq 2のときのana_nを計算します。
an=SnSn1a_n = S_n - S_{n-1}
Sn=3n22nS_n = 3n^2 - 2n
Sn1=3(n1)22(n1)=3(n22n+1)2n+2=3n26n+32n+2=3n28n+5S_{n-1} = 3(n-1)^2 - 2(n-1) = 3(n^2 - 2n + 1) - 2n + 2 = 3n^2 - 6n + 3 - 2n + 2 = 3n^2 - 8n + 5
よって、
an=(3n22n)(3n28n+5)=3n22n3n2+8n5=6n5a_n = (3n^2 - 2n) - (3n^2 - 8n + 5) = 3n^2 - 2n - 3n^2 + 8n - 5 = 6n - 5
an=6n5a_n = 6n - 5n=1n=1のときにも成り立つか確認します。
a1=6(1)5=65=1a_1 = 6(1) - 5 = 6 - 5 = 1
これは、S1=a1=1S_1 = a_1 = 1と一致するので、an=6n5a_n = 6n - 5n1n \geq 1で成り立ちます。

3. 最終的な答え

an=6n5a_n = 6n - 5

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