質問<2930>
「「数列」」
日付 2006/2/8
質問者 苦手


①次の数列{an}は等差数列であることを示せ。
 \(a_{n}\)=(a_(n+1)+a_(n-1))/2 (n=2,3,・・・)

②次をみたす数列{bn}の一般項を求めよ。
 b1=1,b2=3,\(b_{n}\)=\(\sqrt{\quad}\)(b_(n+1)b_(n-1))(n=2,3,・・・)

★希望★完全解答★

お返事(武田)
日付 2006/2/8
回答者 武田



\(a_{n}\)=(a_(n+1)+a_(n-1))/2 (n=2,3,・・・)を変形して、
a_(n+1)-2\(a_{n}\)+a_(n-1)=0
a_(n+1)-\(a_{n}\)=\(a_{n}\)-a_(n-1)
したがって、
階差が等しくなるので、
等差数列

(別解)
a_(n+2)-2a_(n+1)+\(a_{n}\)=0
差分方程式の特性方程式を考えて、
ρ^2-2ρ+1=0
(ρ-1)^2=0
∴ρ=1(重解)
したがって、
a_n=(A+Bn)(1)^n
  =A+Bn
よって、等差数列となる。


b1=1,b2=3,\(b_{n}\)=\(\sqrt{\quad}\)(b_(n+1)b_(n-1))(n=2,3,・・・)を変形して、
(\(b_{n}\))^2=b_(n+1)・b_(n-1)

\(b_{n}\)    b_(n+1)
――――=――――
b_(n-1)  \(b_{n}\)

この左辺をa_nとおくと、
a_n=a_(n+1)

b1=1,b2=3より、\(a_{2}\)=\(b_{2}\)/\(b_{1}\)=3/1=3
したがって、
\(a_{n}\)=3

\(b_{n}\)/b_(n-1)=3
\(b_{n}\)=3b_(n-1)
等比数列
\(b_{n}\)=A3^(n-1)となる。

b1=1より、
A=1

一般項は
∴\(b_{n}\)=3^(n-1)……(答)