高校数学 公式・解法ノート
差がつく

群数列(区切りを入れた数列)

着眼点「第 n 群の最後の項は、もとの数列の第何項か」を最初に求める。そこから何群の何番目かを挟み撃ちで決める。

第 k 群に k 個ずつ入るなら、第 n 群の最後は第 \frac{n(n+1)}{2} 項、最初は第 \frac{n(n-1)}{2}+1 項。

例題
1
自然数を 1\,|\,2,3\,|\,4,5,6\,|\,7,\dots と第 n 群に n 個入るように分ける。100 は第何群の何番目か。また第 n 群の数の和を求めよ。
解答
第 n 群の最後の数は \frac{n(n+1)}{2}。\frac{13\cdot14}{2}=91<100\le105=\frac{14\cdot15}{2} より第14群。
第14群の最初は 92 なので 100 は 9 番目。
第 n 群は初項 \frac{n(n-1)}{2}+1、末項 \frac{n(n+1)}{2}、n 個の等差数列なので和は \frac{n}{2}\Big\{\frac{n(n-1)}{2}+1+\frac{n(n+1)}{2}\Big\}=\frac{n(n^2+1)}{2}。
答 第14群の9番目、和 \frac{n(n^2+1)}{2}(検算 n=2:2+3=5)
確認問題
1
\frac11,\ \frac12,\frac22,\ \frac13,\frac23,\frac33,\dots の第50項
答え
第9群までで 45 項。第10群の5番目なので \frac{5}{10}

「数列」の項目

  1. 等差数列の一般項と和必須
  2. 等比数列の一般項と和必須
  3. 3数が等差・等比になる条件(等差中項・等比中項)差がつく
  4. Σの公式と計算必須
  5. 分数の和は部分分数分解で消える(差の形)必須
  6. (等差)×(等比)の和は S-rS必須
  7. 階差数列・和 Sₙ から一般項必須
  8. aₙ₊₁=paₙ+q(特性方程式)必須
  9. aₙ₊₁=paₙ+(n の式)、aₙ₊₁=paₙ+rⁿ差がつく
  10. 分数型は逆数をとる差がつく
  11. 3項間漸化式 aₙ₊₂=paₙ₊₁+qaₙ必須
  12. Sₙ と aₙ が混ざった漸化式差がつく
  13. 群数列(区切りを入れた数列)差がつく
  14. 数学的帰納法必須
  15. 一般の分数型 aₙ₊₁=(paₙ+q)/(raₙ+s)・連立漸化式不要
  16. Σ k⁴ などの高次の和の公式不要

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