画像に示された数式 $\sum_{k=1}^{n} (4k-5) = n(\text{ウ} n - \text{エ})$ の空欄「ウ」と「エ」に当てはまる数を求める問題です。

代数学数列シグマ等差数列計算
2025/8/10

1. 問題の内容

画像に示された数式 k=1n(4k5)=n(n)\sum_{k=1}^{n} (4k-5) = n(\text{ウ} n - \text{エ}) の空欄「ウ」と「エ」に当てはまる数を求める問題です。

2. 解き方の手順

まず、k=1n(4k5)\sum_{k=1}^{n} (4k-5) を計算します。
k=1n(4k5)=4k=1nkk=1n5\sum_{k=1}^{n} (4k-5) = 4\sum_{k=1}^{n} k - \sum_{k=1}^{n} 5
k=1nk=n(n+1)2\sum_{k=1}^{n} k = \frac{n(n+1)}{2} であり、k=1n5=5n\sum_{k=1}^{n} 5 = 5n であるから、
4k=1nkk=1n5=4n(n+1)25n=2n(n+1)5n=2n2+2n5n=2n23n4\sum_{k=1}^{n} k - \sum_{k=1}^{n} 5 = 4 \cdot \frac{n(n+1)}{2} - 5n = 2n(n+1) - 5n = 2n^2 + 2n - 5n = 2n^2 - 3n
したがって、k=1n(4k5)=2n23n=n(2n3)\sum_{k=1}^{n} (4k-5) = 2n^2 - 3n = n(2n - 3)
与えられた式と比較すると、=2\text{ウ} = 2=3\text{エ} = 3 となります。

3. 最終的な答え

ウ = 2
エ = 3

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