数列 $\{a_n\}$ が $a_1 = 1$ と漸化式 $a_{n+1} = a_n + 2n$($n$ は正の整数)で定義されているとき、一般項 $a_n$ を $a_n = \text{ア} + n(\text{イ})$ の形で表し、さらに数列 $\{a_n\}$ の第7項の値を求める問題。

代数学数列漸化式一般項階差数列シグマ計算
2025/5/18

1. 問題の内容

数列 {an}\{a_n\}a1=1a_1 = 1 と漸化式 an+1=an+2na_{n+1} = a_n + 2nnn は正の整数)で定義されているとき、一般項 ana_nan=+n()a_n = \text{ア} + n(\text{イ}) の形で表し、さらに数列 {an}\{a_n\} の第7項の値を求める問題。

2. 解き方の手順

与えられた漸化式 an+1=an+2na_{n+1} = a_n + 2n から、階差数列を考える。階差数列を {bn}\{b_n\} とすると、bn=an+1an=2nb_n = a_{n+1} - a_n = 2n である。
したがって、n2n \ge 2 のとき、
a_n = a_1 + \sum_{k=1}^{n-1} b_k = a_1 + \sum_{k=1}^{n-1} 2k = 1 + 2\sum_{k=1}^{n-1} k
ここで、k=1n1k=(n1)n2\sum_{k=1}^{n-1} k = \frac{(n-1)n}{2} であるから、
a_n = 1 + 2 \cdot \frac{(n-1)n}{2} = 1 + n(n-1) = 1 + n^2 - n = n^2 - n + 1
これは n=1n=1 のときも a1=121+1=1a_1 = 1^2 - 1 + 1 = 1 を満たす。
よって、an=n2n+1a_n = n^2 - n + 1 である。
したがって、an=1+n(n1)a_n = 1 + n(n-1) と表せる。
第7項の値は a7=727+1=497+1=43a_7 = 7^2 - 7 + 1 = 49 - 7 + 1 = 43 である。

3. 最終的な答え

一般項は an=1+n(n1)a_n = 1 + n(n-1)
第7項の値は 43

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