問題237の(1)は、数列 $\{a_n\}$ の初項から第 $n$ 項までの和 $S_n$ が与えられたときに、数列 $\{a_n\}$ の一般項を求める問題です。$S_n = 2n^2 + 5n$ と与えられています。

代数学数列級数一般項
2025/5/21

1. 問題の内容

問題237の(1)は、数列 {an}\{a_n\} の初項から第 nn 項までの和 SnS_n が与えられたときに、数列 {an}\{a_n\} の一般項を求める問題です。Sn=2n2+5nS_n = 2n^2 + 5n と与えられています。

2. 解き方の手順

数列の和 SnS_n から一般項 ana_n を求めるには、以下の関係式を利用します。
n2n \geq 2 のとき、an=SnSn1a_n = S_n - S_{n-1}
n=1n = 1 のとき、a1=S1a_1 = S_1
まず、a1a_1 を求めます。Sn=2n2+5nS_n = 2n^2 + 5nn=1n=1 を代入すると、
S1=2(1)2+5(1)=2+5=7S_1 = 2(1)^2 + 5(1) = 2 + 5 = 7
したがって、a1=7a_1 = 7 です。
次に、n2n \geq 2 のときの ana_n を求めます。an=SnSn1a_n = S_n - S_{n-1} を計算します。
Sn=2n2+5nS_n = 2n^2 + 5n
Sn1=2(n1)2+5(n1)=2(n22n+1)+5n5=2n24n+2+5n5=2n2+n3S_{n-1} = 2(n-1)^2 + 5(n-1) = 2(n^2 - 2n + 1) + 5n - 5 = 2n^2 - 4n + 2 + 5n - 5 = 2n^2 + n - 3
an=SnSn1=(2n2+5n)(2n2+n3)=2n2+5n2n2n+3=4n+3a_n = S_n - S_{n-1} = (2n^2 + 5n) - (2n^2 + n - 3) = 2n^2 + 5n - 2n^2 - n + 3 = 4n + 3
したがって、n2n \geq 2 のとき、an=4n+3a_n = 4n + 3 です。
最後に、an=4n+3a_n = 4n + 3n=1n = 1 のときにも成り立つかを確認します。a1=4(1)+3=7a_1 = 4(1) + 3 = 7 であり、a1=S1=7a_1 = S_1 = 7 と一致します。したがって、すべての nn に対して an=4n+3a_n = 4n + 3 が成り立ちます。

3. 最終的な答え

an=4n+3a_n = 4n + 3

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