与えられた数列 $c_n$ を特定の規則で群に分け、各群に含まれる項の数を求め、それらに関する様々な問題を解く。具体的には、ある項がどの群に属するか、特定の群に含まれるすべての項の和を求める、などの問題である。

数列数列群数列級数漸化式数学的帰納法
2025/5/7

1. 問題の内容

与えられた数列 cnc_n を特定の規則で群に分け、各群に含まれる項の数を求め、それらに関する様々な問題を解く。具体的には、ある項がどの群に属するか、特定の群に含まれるすべての項の和を求める、などの問題である。

2. 解き方の手順

(1) 第5群の2番目の項を求める。
第n群の項数は2n-1であるから、第4群までの項数の合計は、
1+3+5+7=161 + 3 + 5 + 7 = 16
したがって、第5群の2番目の項は、数列の17番目の項となる。
次に、数列 cnc_n において、分母が112\frac{1}{12} である項を求める。
数列の構成より、分母は 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12,... と変化する。
したがって、分母が112\frac{1}{12} である最初の項は第11項である。
また、分母が112\frac{1}{12} である項が現れる周期は 11項ごとである。
したがって、分母が112\frac{1}{12} である項は11+11k11 + 11k (kは0以上の整数)番目に現れる。
第5群の2番目の項、つまり17番目が分母12を持つかどうか調べる。
17=11+617 = 11 + 6なので、分母は12ではない。
次に、第k群に含まれる項の和を求める。
第k群には2k-1個の項が含まれる。
第k群の初項は、初項から1+3+...+(2(k-1)-1)+1= (k-1)^2+1番目の項。
数列 cnc_ncn=1nc_n = \frac{1}{n} と表せる。
第k群の初項は 1(k1)2+1\frac{1}{(k-1)^2+1}
第k群の末項は 1(k1)2+1+2k2=1k2\frac{1}{(k-1)^2+1+2k-2} = \frac{1}{k^2}
(2) 第m群に含まれるすべての項の和 SmS_m を求める。
Sm=k=(m1)2+1m21kS_m = \sum_{k=(m-1)^2+1}^{m^2} \frac{1}{k}。これは近似的に求めるしかない。
近似式を使用せずに、選択肢から最も近いものを探す。
選択肢に合う形に変形する。

3. 最終的な答え

コサ: 17
シス: 11
セ: ソタ: 計算できません。
チ: 近似計算しかできず選択肢から選べません。

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