与えられた問題は、特性方程式の解が $x=2$ と $x=3$ であるとき、なぜ数列の一般項が $A_n = A \cdot 2^n + B \cdot 3^n$ という形で表されるのか、という問いです。ここで、$A$ と $B$ は定数です。

代数学漸化式特性方程式線形代数
2025/4/16

1. 問題の内容

与えられた問題は、特性方程式の解が x=2x=2x=3x=3 であるとき、なぜ数列の一般項が An=A2n+B3nA_n = A \cdot 2^n + B \cdot 3^n という形で表されるのか、という問いです。ここで、AABB は定数です。

2. 解き方の手順

これは、線形漸化式の一般的な解法に基づいています。
まず、2階線形同次漸化式を考えます。
an+2+pan+1+qan=0a_{n+2} + p a_{n+1} + q a_n = 0
ここで、ppqq は定数です。
この漸化式の特性方程式は次のようになります。
x2+px+q=0x^2 + p x + q = 0
問題文では、この特性方程式の解が x=2,3x = 2, 3 であると与えられています。
つまり、特性方程式は (x2)(x3)=x25x+6=0(x-2)(x-3) = x^2 - 5x + 6 = 0 と書けます。
したがって、漸化式は次のようになります。
an+25an+1+6an=0a_{n+2} - 5 a_{n+1} + 6 a_n = 0
特性方程式の解が異なる2つの実数解 x1x_1x2x_2 を持つ場合、漸化式の一般解は次の形で表されます。
an=Ax1n+Bx2na_n = A x_1^n + B x_2^n
ここで、AABB は初期条件によって決定される定数です。
今回の問題では、x1=2x_1 = 2x2=3x_2 = 3 なので、一般解は次のようになります。
an=A2n+B3na_n = A \cdot 2^n + B \cdot 3^n
これが、特性方程式の解が x=2x=2x=3x=3 のときに、一般項が An=A2n+B3nA_n = A \cdot 2^n + B \cdot 3^n となる理由です。

3. 最終的な答え

特性方程式の解が2と3のとき、対応する数列の一般項は、それぞれの解をnn乗したものの定数倍の和で表されるからです。つまり、an=A2n+B3na_n = A \cdot 2^n + B \cdot 3^nとなります。

「代数学」の関連問題

方程式 $x(x-6) = 0$ を解いて、$x$の値を求めます。

二次方程式解の公式因数分解方程式
2025/4/16

問題は、次の分数式の計算です。 $\frac{2x^2-xy-3y^2}{2x^2-5xy+3y^2}$

分数式因数分解式の簡約化
2025/4/16

与えられた式を簡略化する問題です。式は次の通りです。 $ \frac{x}{x+y} - \frac{y}{x-y} + \frac{2y^2}{x^2 - y^2} $

式の簡略化分数式因数分解
2025/4/16

与えられた2つの行列が等しいかどうかを検証する問題です。具体的には、行列 $\begin{bmatrix} 1 & 0 & 1 & 0 \\ 0 & 1 & 0 & 1 \\ 1 & 1 & 2 & ...

行列線形代数行列の比較
2025/4/16

問題は、与えられた行列 $A = \begin{bmatrix} 1 & 0 & 1 & 0 \\ 0 & 1 & 0 & 1 \\ 1 & 1 & 2 & 1 \\ 0 & 2 & 1 & 0 \e...

線形代数行列連立方程式ベクトル
2025/4/16

与えられた行列の積を計算します。つまり、 $ \begin{bmatrix} 1 & 0 & 1 & 0 \\ 0 & 1 & 0 & 1 \\ 1 & 1 & 2 & 1 \\ 0 & 2 & 1 ...

行列行列積
2025/4/16

与えられた行列の積を計算します。

線形代数行列行列積
2025/4/16

与えられた行列の計算問題(4)から(8)について、空欄に適切な行列やベクトルを求める問題です。

行列線形代数行列の積連立方程式ベクトル
2025/4/16

与えられた行列とベクトルの積を計算し、その結果が右辺のベクトルと一致するかを確認する問題です。具体的には、以下の連立一次方程式を解くことに相当します。 $\begin{bmatrix} 1 & 0 &...

線形代数行列ベクトル連立一次方程式行列の積
2025/4/16

与えられた行列 $A = \begin{bmatrix} 1 & 0 & 1 & 0 \\ 0 & 1 & 0 & 1 \\ 1 & 1 & 2 & 1 \\ 0 & 2 & 1 & 0 \end{b...

線形代数連立一次方程式行列ガウスの消去法ベクトル
2025/4/16