初項 $a_1=2$ であり、漸化式 $a_{n+1} - a_n = 6n$ で定義される数列 $\{a_n\}$ の一般項 $a_n$ を求める問題です。

代数学数列漸化式階差数列一般項
2025/3/27

1. 問題の内容

初項 a1=2a_1=2 であり、漸化式 an+1an=6na_{n+1} - a_n = 6n で定義される数列 {an}\{a_n\} の一般項 ana_n を求める問題です。

2. 解き方の手順

与えられた漸化式 an+1an=6na_{n+1} - a_n = 6n は、階差数列の問題として解くことができます。
数列 {an}\{a_n\} の階差数列を {bn}\{b_n\} とすると、bn=an+1anb_n = a_{n+1} - a_n であり、問題文より bn=6nb_n = 6n となります。
したがって、n2n \ge 2 のとき、
an=a1+k=1n1bk=a1+k=1n16ka_n = a_1 + \sum_{k=1}^{n-1} b_k = a_1 + \sum_{k=1}^{n-1} 6k
k=1n16k=6k=1n1k=6(n1)n2=3n(n1)=3n23n\sum_{k=1}^{n-1} 6k = 6 \sum_{k=1}^{n-1} k = 6 \cdot \frac{(n-1)n}{2} = 3n(n-1) = 3n^2 - 3n
したがって、
an=2+3n23n=3n23n+2a_n = 2 + 3n^2 - 3n = 3n^2 - 3n + 2
ここで、n=1n=1 のとき、a1=3(1)23(1)+2=33+2=2a_1 = 3(1)^2 - 3(1) + 2 = 3 - 3 + 2 = 2 となり、問題文の条件 a1=2a_1 = 2 と一致します。
したがって、すべての nn に対して、an=3n23n+2a_n = 3n^2 - 3n + 2 が成り立ちます。

3. 最終的な答え

an=3n23n+2a_n = 3n^2 - 3n + 2

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