高校数学 公式・解法ノート
必須

a_{n+1}=pa_n+q(特性方程式)

着眼点\alpha=p\alpha+q を解いて a_{n+1}-\alpha=p(a_n-\alpha) と変形。\{a_n-\alpha\} が等比数列になる。

  • p=1:等差数列(a_{n+1}=a_n+q)
  • q=0:等比数列
  • a_{n+1}=a_n+f(n):階差数列(a_n=a_1+\sum_{k=1}^{n-1}f(k))
  • a_{n+1}=pa_n+q\ (p\ne1):a_n-\alpha=(a_1-\alpha)p^{n-1}
例題
1
a_1=1,\ a_{n+1}=3a_n-4 で定まる数列の一般項を求めよ。
解答
\alpha=3\alpha-4 より \alpha=2。a_{n+1}-2=3(a_n-2)。
\{a_n-2\} は初項 -1、公比 3 の等比数列:a_n-2=-3^{n-1}。
答 a_n=2-3^{n-1}
(検算:a_2=3-4=-1、式で 2-3=-1)
2
a_1=1,\ a_{n+1}=2a_n+3 で定まる数列の一般項を求めよ。
解答
\alpha=2\alpha+3 より \alpha=-3。a_{n+1}+3=2(a_n+3)。
a_n+3=4\cdot2^{n-1}=2^{n+1}。
答 a_n=2^{n+1}-3
注意特性方程式は「変形のための計算メモ」。記述式では a_{n+1}-\alpha=p(a_n-\alpha) の変形の方を書く。

「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

高校数学ノートの項目一覧 ・ 着眼点まとめ ・ ノート全体を開く(「理解した」のチェックと進み具合はノートに保存されます)