与えられた漸化式 $a_{k+1} = k a_k + 1$ と初期値 $a_1 = 2$ を用いて、数列の最初の5項($a_1, a_2, a_3, a_4, a_5$)を求めます。

代数学数列漸化式等比数列一般項
2025/5/26
## 493番の問題

1. 問題の内容

与えられた漸化式 ak+1=kak+1a_{k+1} = k a_k + 1 と初期値 a1=2a_1 = 2 を用いて、数列の最初の5項(a1,a2,a3,a4,a5a_1, a_2, a_3, a_4, a_5)を求めます。

2. 解き方の手順

与えられた漸化式に k=1,2,3,4k = 1, 2, 3, 4 を順に代入し、a1=2a_1 = 2 を用いて各項を計算します。
* k=1k = 1 のとき:
a2=1a1+1=12+1=3a_2 = 1 \cdot a_1 + 1 = 1 \cdot 2 + 1 = 3
* k=2k = 2 のとき:
a3=2a2+1=23+1=7a_3 = 2 \cdot a_2 + 1 = 2 \cdot 3 + 1 = 7
* k=3k = 3 のとき:
a4=3a3+1=37+1=22a_4 = 3 \cdot a_3 + 1 = 3 \cdot 7 + 1 = 22
* k=4k = 4 のとき:
a5=4a4+1=422+1=89a_5 = 4 \cdot a_4 + 1 = 4 \cdot 22 + 1 = 89

3. 最終的な答え

数列の最初の5項は a1=2,a2=3,a3=7,a4=22,a5=89a_1 = 2, a_2 = 3, a_3 = 7, a_4 = 22, a_5 = 89 です。
## 494番の問題

1. 問題の内容

与えられた漸化式 bk+1=bk+2kb_{k+1} = b_k + 2^k と初期値 b1=3b_1 = 3 を用いて、数列の一般項 bnb_n を求めます。

2. 解き方の手順

漸化式 bk+1=bk+2kb_{k+1} = b_k + 2^k から、階差数列が 2k2^k であることがわかります。したがって、n2n \ge 2のとき、
bn=b1+k=1n12kb_n = b_1 + \sum_{k=1}^{n-1} 2^k
等比数列の和の公式を使って、総和を計算します。等比数列の和の公式は Sn=a(rn1)r1S_n = \frac{a(r^n - 1)}{r-1} です。
この場合、a=2,r=2a = 2, r = 2 なので、
k=1n12k=2(2n11)21=2n2\sum_{k=1}^{n-1} 2^k = \frac{2(2^{n-1} - 1)}{2-1} = 2^n - 2
したがって、bnb_n
bn=3+2n2=2n+1b_n = 3 + 2^n - 2 = 2^n + 1
n=1n = 1 のとき、b1=21+1=3b_1 = 2^1 + 1 = 3 となり、初期条件を満たします。したがって、すべての nn に対して、bn=2n+1b_n = 2^n + 1 が成り立ちます。

3. 最終的な答え

数列の一般項は bn=2n+1b_n = 2^n + 1 です。

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