数列 $a_n$ が与えられており、$\sum_{k=1}^n \frac{1}{a_k}$ を求めよという問題に対して、$a_n$ の一般項を求める問題です。

代数学数列級数一般項漸化式
2025/3/19

1. 問題の内容

数列 ana_n が与えられており、k=1n1ak\sum_{k=1}^n \frac{1}{a_k} を求めよという問題に対して、ana_n の一般項を求める問題です。

2. 解き方の手順

問題文には k=1n1ak\sum_{k=1}^n \frac{1}{a_k} の具体的な形が与えられていないため、ana_n の一般項を具体的に求めることはできません。したがって、この問題を解くためには、k=1n1ak\sum_{k=1}^n \frac{1}{a_k} の式が別途必要になります。もし、k=1n1ak=f(n)\sum_{k=1}^n \frac{1}{a_k} = f(n) (n の式) という形で与えられているのであれば、以下のように ana_n を求めることができます。
Sn=k=1n1ak=f(n)S_n = \sum_{k=1}^n \frac{1}{a_k} = f(n) とおく。
Sn1=k=1n11ak=f(n1)S_{n-1} = \sum_{k=1}^{n-1} \frac{1}{a_k} = f(n-1) となる。
n2n \ge 2 のとき、
SnSn1=1an=f(n)f(n1)S_n - S_{n-1} = \frac{1}{a_n} = f(n) - f(n-1)
よって、an=1f(n)f(n1)a_n = \frac{1}{f(n) - f(n-1)} (ただし、n2n \ge 2)
a1a_1a1=1S1=1f(1)a_1 = \frac{1}{S_1} = \frac{1}{f(1)} で求められます。
最後に、an=1f(n)f(n1)a_n = \frac{1}{f(n) - f(n-1)}n=1n=1 を代入したとき、a1a_1 と一致するかどうかを確認し、一致していれば ana_nn1n \ge 1 で成り立つことになります。一致しなければ、 a1=1f(1)a_1 = \frac{1}{f(1)}an=1f(n)f(n1)a_n = \frac{1}{f(n) - f(n-1)} (n2n \ge 2) を分けて記述する必要があります。

3. 最終的な答え

問題文だけでは、ana_n の一般項を求めることはできません。k=1n1ak\sum_{k=1}^n \frac{1}{a_k} の具体的な式が必要です。もし k=1n1ak=f(n)\sum_{k=1}^n \frac{1}{a_k} = f(n) という形で与えられているなら、
an=1f(n)f(n1)a_n = \frac{1}{f(n) - f(n-1)} (ただし、n2n \ge 2)
a1=1f(1)a_1 = \frac{1}{f(1)}
を求めることができます。

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