数学的帰納法を用いて、ある命題(A)が成り立つことを証明する問題です。具体的には、与えられた枠(ス、セ、ソ、タ、チ)に適切な数または式を埋める問題です。

代数学数学的帰納法数列等比数列証明
2025/4/5

1. 問題の内容

数学的帰納法を用いて、ある命題(A)が成り立つことを証明する問題です。具体的には、与えられた枠(ス、セ、ソ、タ、チ)に適切な数または式を埋める問題です。

2. 解き方の手順

(1) n = 1 のとき
(A)の左辺は、 11 から始まる数列の最初の項なので、11 です。
(A)の右辺は、2n12^n - 1n=1n = 1 を代入して、211=21=12^1 - 1 = 2 - 1 = 1 です。
したがって、ス = 1、セ = 1 です。
(2) n = k + 1 のとき
n=kn = k のとき、(A)が成り立つと仮定しているので、
1+2+22+23++2k1=2k11 + 2 + 2^2 + 2^3 + \dots + 2^{k-1} = 2^k - 1
n=k+1n = k + 1 のとき、左辺は、
1+2+22+23++2k1+2k1 + 2 + 2^2 + 2^3 + \dots + 2^{k-1} + 2^k
となります。したがって、ソ = 2k2^k です。
仮定より、1+2+22+23++2k1=2k11 + 2 + 2^2 + 2^3 + \dots + 2^{k-1} = 2^k - 1 なので、
1+2+22+23++2k1+2k=(2k1)+2k=22k1=2k+111 + 2 + 2^2 + 2^3 + \dots + 2^{k-1} + 2^k = (2^k - 1) + 2^k = 2 \cdot 2^k - 1 = 2^{k+1} - 1
したがって、タ = 2k12^k - 1、チ = 2k+12^{k+1} です。

3. 最終的な答え

ス = 1
セ = 1
ソ = 2k2^k
タ = 2k12^k - 1
チ = 2k+12^{k+1}

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