A(1)=4、A(n+1)={A(n)}^2-2
で定義される数列の一般項を求めなさい。
分かるかた、お願いします。
★希望★完全解答★
A(1)=4、A(n+1)={A(n)}^2-2
で定義される数列の一般項を求めなさい。
分かるかた、お願いします。
★希望★完全解答★
A(n+1)={A(n)}^2+a{A(n)}+bの形をしたものは、数列の積の答えになる。
<1686>参照
A(n+1)=a{A(n)}^2の形のものは、対数で解くことができる。
<2313>参照
A(1)=4、A(n+1)={A(n)}^2-2
limA(n+1)=limA(n)=αとおくと、
α=α^2-2
α^2-α-2=0
(α-2)(α+1)=0
∴α=2,-1
どちらのαでもよいので、α=2とすると、
A(n+1)-2={A(n)}^2-2-2
={A(n)}^2-4
={A(n)}^2-2^2
={A(n)-2}{A(n)+2}
^^^^^^^^^^
={A(n-1)-2}{A(n-1)+2}{A(n)+2}
^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
=………………
={A(1)-2}{A(1)+2}{A(2)+2}………{A(n-1)+2}{A(n)+2}
n
={4-2}Π{A(k)+2}
k=1
したがって、 n-1
A(n)=2+2Π{A(k)+2}……(答)
k=1
ちょっと生意気なことを言わせて頂きます・・・
この問題の求めるところはA(n)の一般項です。
私も武田先生の回答のところまではいきつきました。
しかし、それでは一般項を求めたことになりません。
A(n)をnに関する式にしなければなりません。
したがって、
n-1
2Π{A(k)+2}
k=1
の部分のA(k)が結局は不明のままですから
一般項を示したことにはなりません。
実は、この問題・・・
ずっと悩んでいます。
もし、漸化式中の-2がなかったら
いとも簡単です・・・
この数列の一般項を求めるのは容易ではない・・・
と、思ってるのは私だけでしょうか?
少々天下りですが、A(n)の一般項が求まりました。
(1+\(\sqrt{\quad}\)3)^(\(2^{n}\))+(1-\(\sqrt{\quad}\)3)^(\(2^{n}\))
A(n)=―――――――――――――――
2^{2^(n-1)}
n=1のとき
A(1)={(1+\(\sqrt{\quad}\)3\()^{2}\)+(1-\(\sqrt{\quad}\)3\()^{2}\)}/2^(\(2^{0}\))=(4+2\(\sqrt{\quad}\)3+4-2\(\sqrt{\quad}\)3)/2=\(\frac{8}{2}\)=4
となります。
n=kのとき
A(k)={(1+\(\sqrt{\quad}\)3)^(\(2^{k}\))+(1-\(\sqrt{\quad}\)3)^(\(2^{k}\))}/(2^{2^(k-1)})
となると仮定します。
A(k+1)={A(k)}^2-2
ここで、{A(k)}^2を計算しておきます。
{A(k)}^2=[{(1+\(\sqrt{\quad}\)3)^(\(2^{k}\))+(1-\(\sqrt{\quad}\)3)^(\(2^{k}\))}]^2/[2^{2^(k-1)}]^2ですから。
(分子)=[{(1+\(\sqrt{\quad}\)3)^(\(2^{k}\))+(1-\(\sqrt{\quad}\)3)^(\(2^{k}\))}]^2
=(1+\(\sqrt{\quad}\)3)^{2^(k+1)+(1-\(\sqrt{\quad}\)3)^{2^(k+1)}+2{(1+\(\sqrt{\quad}\)3)(1-\(\sqrt{\quad}\)3)}^(\(2^{k}\))
=(1+\(\sqrt{\quad}\)3)^{2^(k+1)+(1-\(\sqrt{\quad}\)3)^{2^(k+1)}+2*(-2)^(\(2^{k}\))
=(1+\(\sqrt{\quad}\)3)^{2^(k+1)+(1-\(\sqrt{\quad}\)3)^{2^(k+1)}+2*2^(\(2^{k}\))
(分母)=[2^{2^(k-1)}]^2
=2^{2^(k-1)}*2^{2^(k-1)}
=2^{2^(k-1)+2^(k-1)}
=2^(\(2^{k}\))
したがって
{A(k)}^2-2=[(1+\(\sqrt{\quad}\)3)^{2^(k+1)+(1-\(\sqrt{\quad}\)3)^{2^(k+1)}+2*2^(\(2^{k}\))}/{2^(\(2^{k}\))]-2
=[(1+\(\sqrt{\quad}\)3)^{2^(k+1)+(1-\(\sqrt{\quad}\)3)^{2^(k+1)}]/{2^(\(2^{k}\))}+2-2
=[(1+\(\sqrt{\quad}\)3)^{2^(k+1)+(1-\(\sqrt{\quad}\)3)^{2^(k+1)}]/{2^(\(2^{k}\))}
=A(k+1)
よってn=k+1のときも
A(n)={(1+\(\sqrt{\quad}\)3)^(\(2^{n}\))+(1-\(\sqrt{\quad}\)3)^(\(2^{n}\))}/(2^{2^(n-1)})
となることがいえました。
したがって数学的帰納法より任意の自然数nに対して
A(n)={(1+\(\sqrt{\quad}\)3)^(\(2^{n}\))+(1-\(\sqrt{\quad}\)3)^(\(2^{n}\))}/(2^{2^(n-1)})
であることが示されました。
風あざみさんありがとうございました。一般項が解けてホッとしましたが、
上の「天下りだが」と書いてあるところの「天下りの仕方」を教えてもらえ
ないでしょうか?
ところで、質問<2786>での風あざみさんの
天下り的ですが・・・の漸化式の「天下りの仕方」の返答はあったのでしょうか?
なかなかこの漸化式は特別なものだと感じたものですから。
もしよろしければお返事いただけるとありがたいです。