数列$\{a_n\}$が与えられており、$a_1 = 2$、$a_{n+1} = 3a_n + 2$を満たすとき、一般項$a_n$を求める問題です。

代数学数列漸化式等比数列一般項
2025/6/23

1. 問題の内容

数列{an}\{a_n\}が与えられており、a1=2a_1 = 2an+1=3an+2a_{n+1} = 3a_n + 2を満たすとき、一般項ana_nを求める問題です。

2. 解き方の手順

漸化式 an+1=3an+2a_{n+1} = 3a_n + 2 を解きます。
まず、特性方程式 x=3x+2x = 3x + 2 を解きます。
x=3x+2x = 3x + 2 より、 2x=2-2x = 2 となり、x=1x = -1 が得られます。
次に、漸化式を変形します。
an+1+1=3(an+1)a_{n+1} + 1 = 3(a_n + 1)
ここで、bn=an+1b_n = a_n + 1 とおくと、bn+1=3bnb_{n+1} = 3b_n となります。
これは等比数列であり、b1=a1+1=2+1=3b_1 = a_1 + 1 = 2 + 1 = 3 です。
したがって、bn=b13n1=33n1=3nb_n = b_1 \cdot 3^{n-1} = 3 \cdot 3^{n-1} = 3^n となります。
bn=an+1b_n = a_n + 1 より、an=bn1a_n = b_n - 1 であるから、an=3n1a_n = 3^n - 1 が一般項です。

3. 最終的な答え

an=3n1a_n = 3^n - 1

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