与えられた練習問題から、以下の問題を解きます。 * 問題4: 初項50, 公差-4の等差数列において、和が最大になるのは初項から第何項までの和か求め、そのときの和を求めなさい。 * 問題5: 2桁の正の整数の中で、5で割ると2余る数の和を求めなさい。 * 問題6: 金利が複利で3%である銀行に毎年100万円ずつ10年間貯金するといくらになるか求めなさい、小数点以下は切り捨てるとする。

代数学等差数列等比数列複利計算数列の和
2025/7/22

1. 問題の内容

与えられた練習問題から、以下の問題を解きます。
* 問題4: 初項50, 公差-4の等差数列において、和が最大になるのは初項から第何項までの和か求め、そのときの和を求めなさい。
* 問題5: 2桁の正の整数の中で、5で割ると2余る数の和を求めなさい。
* 問題6: 金利が複利で3%である銀行に毎年100万円ずつ10年間貯金するといくらになるか求めなさい、小数点以下は切り捨てるとする。

2. 解き方の手順

問題4: 初項50, 公差-4の等差数列
等差数列の一般項は an=a1+(n1)da_n = a_1 + (n-1)d で表されます。
この数列では a1=50a_1 = 50 , d=4d = -4 なので、an=50+(n1)(4)=544na_n = 50 + (n-1)(-4) = 54 - 4n となります。
和が最大になるのは、an>0a_n > 0 となる最大の nn までの和です。
544n>054 - 4n > 0 より、4n<544n < 54 なので、n<13.5n < 13.5 となります。
したがって、n=13n = 13 のとき和が最大になります。
等差数列の和は Sn=n2(a1+an)S_n = \frac{n}{2}(a_1 + a_n) で表されます。
S13=132(50+(54413))=132(50+2)=13252=1326=338S_{13} = \frac{13}{2}(50 + (54 - 4 * 13)) = \frac{13}{2}(50 + 2) = \frac{13}{2} * 52 = 13 * 26 = 338 となります。
問題5: 2桁の正の整数の中で、5で割ると2余る数
2桁の正の整数は10から99までです。5で割ると2余る最小の数は12, 最大の数は97です。
この数列は初項12, 公差5の等差数列なので、一般項は an=12+(n1)5=7+5na_n = 12 + (n-1)5 = 7 + 5n となります。
7+5n=977 + 5n = 97 より、5n=905n = 90 なので、n=18n = 18 となります。
したがって、この数列の和は S18=182(12+97)=9109=981S_{18} = \frac{18}{2}(12 + 97) = 9 * 109 = 981 となります。
問題6: 複利計算
毎年100万円ずつ10年間貯金すると、最終的にいくらになるかを計算します。
1年目の100万円は10年後には 100(1.03)10100 * (1.03)^{10} 万円になります。
2年目の100万円は9年後には 100(1.03)9100 * (1.03)^9 万円になります。
...
10年目の100万円は1年後には 100(1.03)1100 * (1.03)^1 万円になります。
したがって、合計金額は 100k=110(1.03)k100 * \sum_{k=1}^{10} (1.03)^k 万円になります。
これは等比数列の和なので、
S=1001.03(1.03101)1.031=1001.03(1.34391)0.03=1001.030.34390.03=1000.35420.03=10011.8059=1180.59S = 100 * \frac{1.03 * (1.03^{10} - 1)}{1.03 - 1} = 100 * \frac{1.03 * (1.3439 - 1)}{0.03} = 100 * \frac{1.03 * 0.3439}{0.03} = 100 * \frac{0.3542}{0.03} = 100 * 11.8059 = 1180.59 万円となります。
小数点以下を切り捨てると1180万円となります。

3. 最終的な答え

* 問題4: 和が最大になるのは13項までの和で、その和は338。
* 問題5: 2桁の正の整数の中で、5で割ると2余る数の和は981。
* 問題6: 10年間貯金すると1180万円になる。

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