数列 $\{a_n\}$ が、$a_1 = 1$, $a_{n+1} = (\sqrt{2}-1)a_n + 2$ ($n = 1, 2, 3, \dots$) で定義される。このとき、$a_n = p_n + \sqrt{2} q_n$ と表せる。以下の問いに答える。 (1) $p_1, p_2, q_1, q_2$ を求めよ。 (2) $p_{n+1}, q_{n+1}$ を $p_n, q_n$ を用いてそれぞれ表せ。 (3) $b_n = a_n - (2 + \sqrt{2})$ とする。$b_{n+1}$ を $b_n$ を用いて表せ。また、$b_n$ を $n$ を用いて表せ。 (4) $c_n = p_n - \sqrt{2} q_n$ とする。$c_{n+1}$ を $c_n$ を用いて表せ。 (5) $p_n, q_n$ を $n$ を用いてそれぞれ表せ。
2025/8/7
1. 問題の内容
数列 が、, () で定義される。このとき、 と表せる。以下の問いに答える。
(1) を求めよ。
(2) を を用いてそれぞれ表せ。
(3) とする。 を を用いて表せ。また、 を を用いて表せ。
(4) とする。 を を用いて表せ。
(5) を を用いてそれぞれ表せ。
2. 解き方の手順
(1)
より、, .
.
より、, .
(2)
また、
よって、 ,
(3)
より、.
.
に代入すると、
(4)
(5)
, より、
より、
,
より
, where
3. 最終的な答え
(1) , , ,
(2) ,
(3) ,
(4)
(5) ,
,
,