■ 問題
次の数列の第k項ak、初項から第n項までの和Snを求めよ。
1,1+2,1+2+22,1+2+22+23,……
解答解説はこのページ下に。
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■ 解答解説
数列を確認すると、それぞれの項が数列の和になっています。
例えば第3項は、1+2+22ですね。
これは、初項1,公比2の等比数列の第3項までの和とみることができます。
ならば第k項は、初項1,公比2の第k項までの和ですね。
つまり、
ak=1(2k−1)/(2−1)
=2k−1
そして、この数列の第n項までの和は、これを一般項とする数列の和です。
つまり、
n
Sn=Σ(2k−1)
k=1
この式が表すのは、第k項が2kで表される数列と、一般項が−1の数列の和です。
2kの数列はつまり、初項が2,公比が2の数列だから、
Sn=2(2n−1)/(2−1)+(−1)n
=2・2n−2−n
=2n+1−n−2
◆関連項目
Σの基本的な計算@
Σの公式、等比数列
数列まとめ
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ラベル:数学