数列 ${a_n}$ が与えられており、その一般項を求める問題です。数列は 1, 3, 7, 13, 21, ... です。

代数学数列一般項等差数列2次式
2025/7/7

1. 問題の内容

数列 an{a_n} が与えられており、その一般項を求める問題です。数列は 1, 3, 7, 13, 21, ... です。

2. 解き方の手順

まず、与えられた数列の階差数列を求めます。
3 - 1 = 2
7 - 3 = 4
13 - 7 = 6
21 - 13 = 8
階差数列は 2, 4, 6, 8, ... となり、これは等差数列(初項2、公差2)であることがわかります。
階差数列が等差数列であるとき、元の数列an{a_n}は2次式で表されます。つまり、an=An2+Bn+C{a_n = An^2 + Bn + C} という形になります。
a1=1a_1 = 1
a2=3a_2 = 3
a3=7a_3 = 7
これらの条件からA, B, Cを求めます。
a1=A(1)2+B(1)+C=A+B+C=1a_1 = A(1)^2 + B(1) + C = A + B + C = 1
a2=A(2)2+B(2)+C=4A+2B+C=3a_2 = A(2)^2 + B(2) + C = 4A + 2B + C = 3
a3=A(3)2+B(3)+C=9A+3B+C=7a_3 = A(3)^2 + B(3) + C = 9A + 3B + C = 7
上記の3つの式からA, B, Cを求めます。
2番目の式から1番目の式を引くと、3A+B=23A + B = 2
3番目の式から2番目の式を引くと、5A+B=45A + B = 4
さらに、5A+B=45A + B = 4 から 3A+B=23A + B = 2を引くと、2A=22A = 2となり、A=1A = 1となります。
3A+B=23A + B = 2A=1A = 1を代入すると、3(1)+B=23(1) + B = 2となり、B=1B = -1となります。
A+B+C=1A + B + C = 1A=1A = 1B=1B = -1を代入すると、11+C=11 - 1 + C = 1となり、C=1C = 1となります。
したがって、an=n2n+1{a_n = n^2 - n + 1}となります。

3. 最終的な答え

an=n2n+1a_n = n^2 - n + 1

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