(2) 第2項が24、第4項が6である等比数列 $\{a_n\}$ の一般項を求めよ。ただし、公比は正の数とする。 (5)(1) $\sum_{k=1}^{n}(k-2)$ を求めよ。

代数学数列等比数列和の公式シグマ
2025/6/29
はい、承知いたしました。画像にある2つの問題について、それぞれ解説と解答を示します。

1. 問題の内容

(2) 第2項が24、第4項が6である等比数列 {an}\{a_n\} の一般項を求めよ。ただし、公比は正の数とする。
(5)(1) k=1n(k2)\sum_{k=1}^{n}(k-2) を求めよ。

2. 解き方の手順

(2) 等比数列の一般項を求める問題
等比数列の一般項は an=arn1a_n = a r^{n-1} と表されます。ここで、aa は初項、rr は公比、nn は項数です。
問題文より、第2項が24、第4項が6であることから、以下の2つの式が成り立ちます。
ar=24a r = 24
ar3=6a r^3 = 6
これらの式から aarr を求めることができます。
ar3=(ar)r2a r^3 = (a r) r^2 より、
6=24r26 = 24 r^2
r2=624=14r^2 = \frac{6}{24} = \frac{1}{4}
公比は正の数なので、r=14=12r = \sqrt{\frac{1}{4}} = \frac{1}{2} となります。
ar=24a r = 24r=12r = \frac{1}{2} を代入すると、a12=24a \cdot \frac{1}{2} = 24 より、a=48a = 48 となります。
したがって、一般項は an=48(12)n1=4821n=32421n=325na_n = 48 (\frac{1}{2})^{n-1} = 48 \cdot 2^{1-n} = 3 \cdot 2^4 \cdot 2^{1-n} = 3 \cdot 2^{5-n} となります。
(5)(1) 和の公式を用いる問題
k=1n(k2)\sum_{k=1}^{n}(k-2) を計算します。
k=1n(k2)=k=1nkk=1n2\sum_{k=1}^{n}(k-2) = \sum_{k=1}^{n} k - \sum_{k=1}^{n} 2
k=1nk=n(n+1)2\sum_{k=1}^{n} k = \frac{n(n+1)}{2}
k=1n2=2n\sum_{k=1}^{n} 2 = 2n
したがって、
k=1n(k2)=n(n+1)22n=n(n+1)4n2=n(n+14)2=n(n3)2\sum_{k=1}^{n}(k-2) = \frac{n(n+1)}{2} - 2n = \frac{n(n+1) - 4n}{2} = \frac{n(n+1-4)}{2} = \frac{n(n-3)}{2}

3. 最終的な答え

(2) an=325na_n = 3 \cdot 2^{5-n}
(5)(1) n(n3)2\frac{n(n-3)}{2}

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