大学入試問題#97 学習院大学(2003) 整数問題 帰納法 - 質問解決D.B.(データベース)

大学入試問題#97 学習院大学(2003) 整数問題 帰納法

問題文全文(内容文):
$n$:自然数
$11^{n+1}+12^{2n-1}$は$19$で割り切れることを示せ

出典:2003年学習院大学 入試問題
単元: #大学入試過去問(数学)#数列#数学的帰納法#学校別大学入試過去問解説(数学)#数学(高校生)#数B#学習院大学
指導講師: ますただ
問題文全文(内容文):
$n$:自然数
$11^{n+1}+12^{2n-1}$は$19$で割り切れることを示せ

出典:2003年学習院大学 入試問題
投稿日:2022.01.24

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次の数列{$a_n$}の一般項を求めよ。
$\begin{array}{c|c|c|c|c|c|c|c}
① & ② & ③ & ④ & ⑤ & ⑥ & … & n \\
\hline
3 & 5 & 9 & 15 & 23 & & … & ?
\end{array}$
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数列$\{a_{n}\}$に対して$\displaystyle \sum_{k=1}^n a_k(n=1,2,3,・・・)$とし、さらに$S_0=0$と定める。$\{a_n\}$は$S_n=\dfrac{1}{4}-\dfrac{1}{2}(n+3)a_{n+1}$(n=0,1,2,・・・)を満たすとする。
(1)$a_1=\dfrac{\fbox{ア}}{\fbox{イ}}$である。また、$n \geqq 1$に対して$a_n=S_n-S_{n-1}$であるから、関係式$(n+\fbox{ウ})a_{n+1}=(n+\fbox{エ})a_n (n=1,2,3,・・・)$・・・(*)が得られる。数列$\{{b_n}\}$を$b_n=n(n+1)(n+2)a_n (n=1,2,3,・・・)$で定めると、$b_1=\fbox{オ}$であり、$n \geqq 1$に対して$b_{n+1}=\fbox{カ}b_n$が成り立つ。ゆえに$a_n=\dfrac{\fbox{キ}}{n(n+1)(n+2)}$が得られる。
次に、数列$\{{T_n}\}=\displaystyle \sum_{k=1}^n \dfrac{a_k}{(k+3)(k+4)}(n=1,2,3,・・・)$で定める。
(2)(*)より導かれる関係式
$\dfrac{a_k}{k+3}-\dfrac{a_{k+1}}{k+4}=\dfrac{\fbox{ク}a_k}{(k+3)(k+4)} (k=1,2,3,・・・)$
を用いると
$T_n=A-\dfrac{\fbox{ケ}}{\fbox{コ}(n+p)(n+q)(n+r)(n+s)}(n=1,2,3,・・・)$
が得られる。ただしここに$A=\fbox{サ}{シス}$であり、$p \lt q\lt r \lt s$として$p=\fbox{セ},q=\fbox{ソ},r=\fbox{タ},s=\fbox{チ}$である。
(3)不等式$|T_n-A| \lt\dfrac{1}{10000(n+1)(n+2)}$を満たす最小の自然数$nはn=\fbox{ツテ}$である。

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(1)
$2,6,18,54…$

(2)
$1,-\displaystyle \frac{1}{2},\displaystyle \frac{1}{4}…$

(3)
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$\boxed{1} - (5)$
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$S_n$の最小値とそのときの$n$の値を求めよ.
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