質問<82>
「「漸化式について」」
日付 98/11/13
質問者 まり


а1n+1n+n+1
である数列の一般項аnはどうやって求めるのですか。

お返事(武田)
日付 98/11/14
回答者 武田


2つの解き方を考えました。
①階差数列で考える方法
а1n+1n+n+1より、
2=2a1+1+1=4
3=2a2+2+1=11
4=2a3+3+1=26
5=2a4+4+1=57
6=2a5+5+1=120
数列を考える。
   ① ② ③   ④   ⑤   ⑥  ……n番目
   1 4 11  26  57  120  an
階差  3 7  15  31  63  ……   bn
第2階差 4  8  16  32  ………………   cn
したがって、
第2階差の数列は等比数列になるから、cn=4・2n-1
したがって、
    n-1    n-1
n=3+Σck=3+Σ4・2k-1
    k=1    k=1
  =3+4・(2n-1-1)/(2-1)
  =3+4・2n-1-4
  =4・2n-1-1
同様にして、
    n-1    n-1
n=1+Σbk=1+Σ(4・2k-1-1)
    k=1    k=1
  =1+4・(2n-1-1)/(2-1)-(n-1)  =1+4・2n-1-4-n+1
  =4・2n-1-n-2
  =2n+1-n-2……(答)

②均衡値an*を利用した差分方程式の解法
а1n+1n+n+1
変形して
аn+1-2аn=n+1
nの係数k=2が1以外なので、右辺が一次式なので、
均衡値an*=k1n+k2とおく。
n+1*-2an*=n+1
{k1(n+1)+k2}-2(k1n+k2)=n+1
(1+k1)n+(1+k2-k1)=0
すべての値nで成り立つためには
1+k1=0∴k1=-1
1+k2-k1=0∴k2=-2
したがって、
n*=-n-2

k=2より
n=C・kn+an*
  =C・2n-n-2
а1 1=C・21-1-2
C=2
∴an=2・2n-n-2
   =2n+1-n-2……(答)
差分方程式は大概の漸化式は解けますが、ちょっと難しいですね。

お便り
日付 98/11/16
回答者 kyukusu


与式より
n+1+n+3=2(an+n+2)
と変形して
n+n+2=bn
とし、b11+1+2=4
n+1n
n1*2n-1n+1
∴ann+1-n-2
としてもできます。