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

代数学数列一般項漸化式
2025/8/11

1. 問題の内容

数列の初項から第n項までの和 SnS_nSn=n23n+3S_n = n^2 - 3n + 3 で与えられているとき、一般項 ana_n を求める問題です。

2. 解き方の手順

まず、n2n \geq 2 のとき、ana_nSnS_nSn1S_{n-1} を用いて an=SnSn1a_n = S_n - S_{n-1} と表されます。Sn=n23n+3S_n = n^2 - 3n + 3 なので、Sn1S_{n-1} を計算します。
Sn1=(n1)23(n1)+3S_{n-1} = (n-1)^2 - 3(n-1) + 3
Sn1=n22n+13n+3+3S_{n-1} = n^2 - 2n + 1 - 3n + 3 + 3
Sn1=n25n+7S_{n-1} = n^2 - 5n + 7
したがって、ana_n は次のようになります。
an=SnSn1a_n = S_n - S_{n-1}
an=(n23n+3)(n25n+7)a_n = (n^2 - 3n + 3) - (n^2 - 5n + 7)
an=n23n+3n2+5n7a_n = n^2 - 3n + 3 - n^2 + 5n - 7
an=2n4a_n = 2n - 4
次に、初項 a1a_1 を計算します。S1=a1S_1 = a_1 なので、SnS_nn=1n=1 を代入します。
S1=123(1)+3=13+3=1S_1 = 1^2 - 3(1) + 3 = 1 - 3 + 3 = 1
したがって、a1=1a_1 = 1 です。
an=2n4a_n = 2n - 4n=1n=1 を代入すると、a1=2(1)4=2a_1 = 2(1) - 4 = -2 となります。
a1a_1 の値が一致しないので、n=1n=1 のときだけ別の式で表す必要があります。
まとめると、
a1=1a_1 = 1
an=2n4a_n = 2n - 4 (n2n \geq 2)

3. 最終的な答え

a1=1a_1 = 1
an=2n4a_n = 2n - 4 (n2n \geq 2)