この問題がわからないのでおしえてください。お願いします。
数列{an}の初項から第n項までの和Snが,
Sn=2an-2^(n+1)+2(n=1,2,3,・・・)を満たすとき
(1)a1を求めよ。
(2)an,Snをnの式で表せ。
この問題がわからないのでおしえてください。お願いします。
数列{an}の初項から第n項までの和Snが,
Sn=2an-2^(n+1)+2(n=1,2,3,・・・)を満たすとき
(1)a1を求めよ。
(2)an,Snをnの式で表せ。
問1
n=1のとき、
S1 =2a1 -22 +2
S1 はa1 のことだから、
a1 =2a1 -4+2
∴a1 =2
問2
Sn =2an -2n+1+2
-)Sn-1=2an-1-2n +2
─────────────
an =2(an -an-1)-2n
したがって、
an -2an-1-2n =0
次数を1つ上げて、
an+1-2an-2n+1=0
変形すると、
an+1-2an=2・2n
これは差分方程式だから、公式より
================================
an+1+αan=βn・R(n)ならば、
①α=βならば、特解をa*n =βn ・Q(n)とおく。
②α≠βならば、特解をa*n =n・βn ・Q(n)とおく。
ただし、Q(n)はR(n)と同じ次数で、係数を未定として、未定係
数法で求める。
この差分方程式の一般解は
an =C(-α)n +a*n
================================
-2≠2とR(n)=2より、Q(n)=k(1次式)とおくと、
特解はa*n =n・2n ・kとなる。
問題の差分方程式の左辺に代入して、
左辺=a*n+1-2a*n
=(n+1)・2n+1・k-2・n・2n ・k
=n・2n+1・k+2n+1・k-n・2n+1・k
=2n+1・k
これと、右辺=2・2nを見比べて、
2k=2より、k=1
したがって、特解はa*n =n・2n
問題の差分方程式の一般解は
an =C2n +n・2n
問1よりa1 =2より、
2=C21 +1・21
2C=0より、C=0
したがって、
an =n・2n ……(答)
Sn =2an -2n+1+2
=2n・2n -2n+1+2
=2n (2n-2)+2……(答)
※この問題は差分方程式でも右辺が難しいものなので、特解が難しい。
an+1-2an=2^n+1の後,両辺を2^n+1で割って
an+1 an an
―――-―――=1として―――=bnとおく方法は
2^n+1 2^n 2^n
どうでしょうか?簡単にanは求まりますよ.
kyukusuさん、久しぶりです。
私は数列になると、直ぐ差分方程式に行ってしまって、難しくなるので、
反省しています。
確かにお便りの方法がベストですね。
an+1-2an =2n+1
両辺を2n+1で割って
an+1 an
―――-――=1
2n+1 2n
an
──=bn とおくと、
2n
bn+1-bn =1
a1 =2より、b1 =1
数列{bn }は、初項1、公差1の等差数列だから、
bn =1+(n-1)×1=n
したがって、
an
──=nより、an =n・2n ……(答)
2n