与えられた関数 $f(n)$ は、初項1、公差2の等差数列の和であり、$f(n) = 1 + 3 + 5 + \dots + (2n-1)$ で定義されます。この $f(n)$ と等しいものを求める問題です。

代数学等差数列数列の和数式処理関数
2025/4/29

1. 問題の内容

与えられた関数 f(n)f(n) は、初項1、公差2の等差数列の和であり、f(n)=1+3+5++(2n1)f(n) = 1 + 3 + 5 + \dots + (2n-1) で定義されます。この f(n)f(n) と等しいものを求める問題です。

2. 解き方の手順

等差数列の和の公式を利用して f(n)f(n) を計算します。初項を aa、末項を ll、項数を nn とすると、等差数列の和 SnS_n は、
Sn=n(a+l)2S_n = \frac{n(a+l)}{2}
で表されます。
この問題では、初項 a=1a=1、末項 l=2n1l = 2n-1、項数は nn なので、
f(n)=n(1+(2n1))2f(n) = \frac{n(1 + (2n-1))}{2}
f(n)=n(2n)2f(n) = \frac{n(2n)}{2}
f(n)=n2f(n) = n^2
したがって、f(n)f(n)n2n^2 に等しいです。

3. 最終的な答え

n2n^2

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