問題は、シグマ記号($\Sigma$)を使って表された数列の和を、シグマ記号を使わずに、各項を書き並べて表現するものです。具体的には、 (1) $\sum_{k=1}^{n} 2 \cdot 3^k$ (2) $\sum_{k=2}^{5} (k^3 - 8)$ の2つの数列の和を求めます。

代数学数列シグマ記号級数
2025/7/27

1. 問題の内容

問題は、シグマ記号(Σ\Sigma)を使って表された数列の和を、シグマ記号を使わずに、各項を書き並べて表現するものです。具体的には、
(1) k=1n23k\sum_{k=1}^{n} 2 \cdot 3^k
(2) k=25(k38)\sum_{k=2}^{5} (k^3 - 8)
の2つの数列の和を求めます。

2. 解き方の手順

(1)
k=1n23k=231+232+233++23n\sum_{k=1}^{n} 2 \cdot 3^k = 2 \cdot 3^1 + 2 \cdot 3^2 + 2 \cdot 3^3 + \cdots + 2 \cdot 3^n
したがって、
ア: 231=62 \cdot 3^1 = 6
イ: 232=29=182 \cdot 3^2 = 2 \cdot 9 = 18
ウ: 233=227=542 \cdot 3^3 = 2 \cdot 27 = 54
(2)
k=25(k38)=(238)+(338)+(438)+(538)\sum_{k=2}^{5} (k^3 - 8) = (2^3 - 8) + (3^3 - 8) + (4^3 - 8) + (5^3 - 8)
したがって、
エ: 238=88=02^3 - 8 = 8 - 8 = 0
オ: 338=278=193^3 - 8 = 27 - 8 = 19
カ: 438=648=564^3 - 8 = 64 - 8 = 56
キ: 538=1258=1175^3 - 8 = 125 - 8 = 117

3. 最終的な答え

(1)
6+18+54++23n6 + 18 + 54 + \cdots + 2 \cdot 3^n
(2)
0+19+56+1170 + 19 + 56 + 117

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