$\sum_{k=1}^n 5^{k-1}$ を求めよ。

1. 問題の内容

$\sum_{k=1}^n 5^{k-1}$ を求めよ。

2. 解き方の手順

この和は等比数列の和である。初項 $a = 5^{1-1} = 5^0 = 1$、公比 $r = 5$、項数 $n$ の等比数列の和を求める。等比数列の和の公式は次の通りである。

$S_n = \frac{a(r^n - 1)}{r - 1}$

この問題の場合、$a = 1$、 $r = 5$なので、

$S_n = \frac{1(5^n - 1)}{5 - 1} = \frac{5^n - 1}{4}$

3. 最終的な答え

$\frac{5^n - 1}{4}$