数列 $\{a_n\}$ の初項から第 $n$ 項までの和 $S_n$ が $S_n = 3n^2 - 4n$ で与えられているとき、数列 $\{a_n\}$ の一般項 $a_n$ を求める問題です。

代数学数列漸化式一般項
2025/8/8

1. 問題の内容

数列 {an}\{a_n\} の初項から第 nn 項までの和 SnS_nSn=3n24nS_n = 3n^2 - 4n で与えられているとき、数列 {an}\{a_n\} の一般項 ana_n を求める問題です。

2. 解き方の手順

まず、n2n \ge 2 のとき、an=SnSn1a_n = S_n - S_{n-1} が成り立つことを利用します。
Sn=3n24nS_n = 3n^2 - 4n より、
Sn1=3(n1)24(n1)=3(n22n+1)4n+4=3n26n+34n+4=3n210n+7S_{n-1} = 3(n-1)^2 - 4(n-1) = 3(n^2 - 2n + 1) - 4n + 4 = 3n^2 - 6n + 3 - 4n + 4 = 3n^2 - 10n + 7
したがって、n2n \ge 2 のとき、
an=SnSn1=(3n24n)(3n210n+7)=3n24n3n2+10n7=6n7a_n = S_n - S_{n-1} = (3n^2 - 4n) - (3n^2 - 10n + 7) = 3n^2 - 4n - 3n^2 + 10n - 7 = 6n - 7
次に、初項 a1a_1 を求めます。SnS_n の定義より、a1=S1a_1 = S_1 なので、
a1=S1=3(1)24(1)=34=1a_1 = S_1 = 3(1)^2 - 4(1) = 3 - 4 = -1
an=6n7a_n = 6n - 7n=1n = 1 を代入すると、a1=6(1)7=1a_1 = 6(1) - 7 = -1 となり、これは a1=S1=1a_1 = S_1 = -1 と一致します。
よって、an=6n7a_n = 6n - 7n1n \ge 1 で成り立つ一般項となります。

3. 最終的な答え

an=6n7a_n = 6n - 7