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

代数学数列漸化式和の公式一般項
2025/6/27

1. 問題の内容

数列 {an}\{a_n\} の初項から第 nn 項までの和 SnS_n が、Sn=n2nS_n = n^2 - n で表されるとき、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

n2n \ge 2 のとき、ana_n は次のように表すことができます。
an=SnSn1a_n = S_n - S_{n-1}
Sn=n2nS_n = n^2 - n であり、Sn1=(n1)2(n1)S_{n-1} = (n-1)^2 - (n-1) なので、
an=(n2n)((n1)2(n1))a_n = (n^2 - n) - ((n-1)^2 - (n-1))
=n2n(n22n+1n+1)= n^2 - n - (n^2 - 2n + 1 - n + 1)
=n2n(n23n+2)= n^2 - n - (n^2 - 3n + 2)
=n2nn2+3n2= n^2 - n - n^2 + 3n - 2
=2n2= 2n - 2
したがって、n2n \ge 2 のとき、an=2n2a_n = 2n - 2 となります。
次に、n=1n = 1 のときを考えます。a1=S1a_1 = S_1 なので、
a1=S1=121=0a_1 = S_1 = 1^2 - 1 = 0
ここで、an=2n2a_n = 2n - 2n=1n = 1 を代入すると、a1=2(1)2=0a_1 = 2(1) - 2 = 0 となり、a1a_1 の値と一致します。
したがって、すべての nn に対して、an=2n2a_n = 2n - 2 が成り立ちます。

3. 最終的な答え

an=2n2a_n = 2n - 2

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