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記事No.907に関するスレッドです

初めて書き込みさせていただきます。 / 白梅
高校3年生の数列の極限問題です。

(問題)
a1=2/3 aK/a(K−1)=2Kー3/2K+1であり、
K=2,3,4,……によって定められる数列{an}について
次の問いに答えよ。
(問い)第K項aKを求めよ。
答えはaK=2/(2K+1)(2K−1)です。

考え方として、与式の分母を省いて、
(2K+1)aK=(2K−3)a(K−1)とし、
2K−3と2K+1が隣り合わない奇数の2項より、
2数間の2K−1を両辺にかけて、
(2K+1)(2K−1)aK=(2K+3)(2K−1)a(K−1)
とした上で、「{左辺}は全ての項が等しい数列だから」
左辺=bK、右辺=b(K−1)と置けて、
bK=b1だから、bK=2であり、答えが前述のようになる。
と学校では説明されました。

私が疑問に思うのは鍵カッコの「{左辺}〜」の箇所です。
Kを具体的に代入した所で、右辺と左辺の係数が違いますし、
わざわざ(2K−1)をかけてやる意味が考えても考えても分かりません。成立するとしても、(2K−1)をかける前の
与式でなぜbnなどと置き換えが出来ないのかが、全く
理解できません。 

どうか宜しくお願い致します。

No.896 - 2008/05/30(Fri) 00:52:20

Re: 初めて書き込みさせていただきます。 / 七
>「{左辺}は全ての項が等しい数列だから」
という表現は間違いです。

(2k+1)ak=(2k−3)ak−1
両辺に2k−1をかけて
(2k+1)(2k−1)ak=(2k−1)(2k−3)ak−1
ここで bk=(2k+1)(2k−1)ak とおくと
bk−1={2(k−1)+1}{2(k−1)−1}ak−1
=(2k−1)(2k−3)ak−1
だから
bk=bk−1
この式は{bk}がすべての項が等しい数列であることを示すから
bk=b1
(2k+1)(2k−1)ak=3・1・a1=2
よって ak=2/(2k+1)(2k−1)
です。

No.905 - 2008/05/30(Fri) 07:08:36

Re: 初めて書き込みさせていただきます。 / ヨッシー
>与式でなぜbnなどと置き換えが出来ないのかが
たとえば、
 (2k+1)ak=(2k-3)ak-1 ・・・(i)
において、(i) の左辺を
 bk=(2k+1)ak
とおいたとしても、右辺はbk-1 ではありませんよね?
 bk-1=(2k-1)ak-1
なので、
 bk=(2k-3)bk-1/(2k-1)
となって、結局kが残ってしまいます。

(2k+1)(2k-1)ak=(2k-1)(2k-3)ak-1 ・・・(ii)
とすると、bk=(2k+1)(2k-1)ak
に対して
 (左辺)=bk
 (右辺)=bk-1
となり、bk=bk-1 という定数数列になります。
(ii) のように、左辺と右辺が同じ規則の式の形にするために
(2k-1) を掛けています。

No.906 - 2008/05/30(Fri) 08:39:34

Re: 初めて書き込みさせていただきます。 / 七
自分では余り使わないのですが図のような解法もあります。
No.907 - 2008/05/30(Fri) 12:13:08

本当に感謝しています / 白梅
七様、ヨッシー様、この上なく大変詳しく分かりやすい
解説及び別解をを、予備校の先生以上に
親身に教えて下さって本当にありがとうございました。
周りの人が疑問にも感じず、次の問題へと移る姿を見て
焦りと不安で帰り道はこの問題の事で頭が一杯で、
泣きそうになりました。今は人にこの問題を質問されても
自分の言葉で説明が出来ます。 本当に、本当に
ありがとうございました。

No.918 - 2008/05/30(Fri) 22:35:22