福田の共通テスト直前演習〜2021年共通テスト数学ⅡB問題4。数列の問題。 - 質問解決D.B.(データベース)

福田の共通テスト直前演習〜2021年共通テスト数学ⅡB問題4。数列の問題。

問題文全文(内容文):
\begin{eqnarray}
以下のように、歩行者と自転車が自宅を出発して移動と停止を繰り返してい\\
る。歩行者と自転車の動きについて、数学的に考えてみよう。\\
自宅を原点とする数直線を考え、歩行者と自転車をその数直線上を動く点とみ\\
なす。数直線上の点の座標がyであるとき、その点は位置にあるということに\\
する。また、歩行者が自宅を出発してからx分経過した時点を時刻xと表す。歩\\
行者は時刻0に自宅を出発し、正の向きに毎分1の速さで歩き始める。自転車は\\
時刻2に自宅を出発し、毎分2の速さで歩行者を追いかける。自転車が歩行者に\\
追いつくと、歩行者と自転車はともに1分だけ停止する。その後、歩行者は再び\\
正の向きに毎分1の速さで歩き出し、自転車は毎分2の速さで自宅に戻る。自転\\
車は自宅に到着すると、1分だけ停止した後、再び毎分2の速さで歩行者を追い\\
かける。これを繰り返し、自転車は自宅と歩行者の間を往復する。\\
x=a_nを自転車がn回目に自宅を出発する時刻とし、y=b_nをそのときの歩\\
行者の位置とする。\\
\\
\\
(1) 花子さんと太郎さんは、数列\left\{a_n\right\}, \left\{b_n\right\}の一般項を求めるために、歩行者\\
と自転車について、時刻において位置yにいることをOを原点とする座標\\
平面上の点(x,y)で表すことにした。\\
a_1=2,b_1=2により、自転車が最初に自宅を出発するときの時刻と自転\\
車の位置を表す点の座標は(2,0)であり、その時の時刻と歩行者の位置を\\
表す点の座標は(2,2)である。また、自転車が最初に歩行者に追いつくとき\\
の時刻と位置を表す点の座標は(\boxed{\ \ ア\ \ },\boxed{\ \ ア\ \ })である。よって\\
a_2=\boxed{\ \ イ\ \ }, b_2=\boxed{\ \ ウ\ \ }\\
である。\\
\\
花子:数列\left\{a_n\right\}, \left\{b_n\right\}の一般項について考える前に、\\
(\boxed{\ \ ア\ \ },\boxed{\ \ ア\ \ })の求め方について整理してみようか。\\
太郎:花子さんはどうやって求めたの?\\
花子:自転車が歩行者を追いかけるときに、間隔が1分間に1ずつ縮まっていくこと\\
を利用したよ。\\
太郎:歩行者と自転車の動きをそれぞれ直線の方程式で表して、交点を\\
計算して求めることもできるね。\\
\\
自転車がn回目に自宅を出発するときの時刻と自転車の位置を表す点の座標\\
は(a_n,0)であり、そのときの時刻と歩行者の位置を表す点の座標は\\
(a_n,b_n)である。よって、n回目に自宅を出発した自転車が次に歩行者に\\
追いつくときの時刻と位置を表す点の座標は、a_n,b_nを用いて、\\
(\boxed{\ \ エ\ \ },\boxed{\ \ オ\ \ })と表せる。\\
\\
\\
\boxed{\ \ エ\ \ },\boxed{\ \ オ\ \ }の解答群(同じものを繰り返し選んでもよい。)\\
⓪a_n ①b_n ②2a_n\\
③a_n+b_n ④2b_n ⑤3a_n\\
⑥2a_n+b_n ⑦a_n+2b_n ⑧3b_n\\
\\
以上から、数列\left\{a_n\right\}, \left\{b_n\right\}について、自然数nに対して、関係式\\
a_{n+1}=a_n+\boxed{\ \ カ\ \ }\ b_n+\boxed{\ \ キ\ \ } \ldots①\\
b_{n+1}=3b_n+\boxed{\ \ ク\ \ } \ldots②\\
が成り立つことが分かる。まず、b_1=2と②から\\
b_n=\boxed{\ \ ケ\ \ } (n=1,2,3,\ldots)\\
を得る。この結果と、a_1=2および1から\\
a_n=\boxed{\ \ コ\ \ } (n=1,2,3,\ldots)\\
がわかる。\\
\\
\boxed{\ \ ケ\ \ }, \boxed{\ \ コ\ \ }の解答群(同じものを繰り返し選んでもよい。)\\
⓪3^{n-1}+1 ①\frac{1}{2}・3^n+\frac{1}{2}\\
②3^{n-1}+n ③\frac{1}{2}・3^n+n-\frac{1}{2}\\
④3^{n-1}+n^2 ⑤\frac{1}{2}・3^n+n^2-\frac{1}{2}\\
⑥2・3^{n-1} ⑦\frac{5}{2}・3^{n-1}-\frac{1}{2}\\
⑧2・3^{n-1}+n-1 ⑨\frac{5}{2}・3^{n-1}+n-\frac{3}{2}\\
ⓐ2・3^{n-1}+n^2-1 ⓑ\frac{5}{2}・3^{n-1}+n^2-\frac{3}{2}\\
\\
\\
(2)歩行者がy=300の位置に到着するときまでに、自転車が装甲車に追いつく\\
回数は\boxed{\ \ サ\ \ }回である。また、\boxed{\ \ サ\ \ }回目に自転車が歩行者に追いつく\\
時刻は、x=\boxed{\ \ シスセ\ \ }\ である。
\end{eqnarray}
単元: #大学入試過去問(数学)#数列#漸化式#センター試験・共通テスト関連#共通テスト#数学(高校生)
指導講師: 福田次郎
問題文全文(内容文):
\begin{eqnarray}
以下のように、歩行者と自転車が自宅を出発して移動と停止を繰り返してい\\
る。歩行者と自転車の動きについて、数学的に考えてみよう。\\
自宅を原点とする数直線を考え、歩行者と自転車をその数直線上を動く点とみ\\
なす。数直線上の点の座標がyであるとき、その点は位置にあるということに\\
する。また、歩行者が自宅を出発してからx分経過した時点を時刻xと表す。歩\\
行者は時刻0に自宅を出発し、正の向きに毎分1の速さで歩き始める。自転車は\\
時刻2に自宅を出発し、毎分2の速さで歩行者を追いかける。自転車が歩行者に\\
追いつくと、歩行者と自転車はともに1分だけ停止する。その後、歩行者は再び\\
正の向きに毎分1の速さで歩き出し、自転車は毎分2の速さで自宅に戻る。自転\\
車は自宅に到着すると、1分だけ停止した後、再び毎分2の速さで歩行者を追い\\
かける。これを繰り返し、自転車は自宅と歩行者の間を往復する。\\
x=a_nを自転車がn回目に自宅を出発する時刻とし、y=b_nをそのときの歩\\
行者の位置とする。\\
\\
\\
(1) 花子さんと太郎さんは、数列\left\{a_n\right\}, \left\{b_n\right\}の一般項を求めるために、歩行者\\
と自転車について、時刻において位置yにいることをOを原点とする座標\\
平面上の点(x,y)で表すことにした。\\
a_1=2,b_1=2により、自転車が最初に自宅を出発するときの時刻と自転\\
車の位置を表す点の座標は(2,0)であり、その時の時刻と歩行者の位置を\\
表す点の座標は(2,2)である。また、自転車が最初に歩行者に追いつくとき\\
の時刻と位置を表す点の座標は(\boxed{\ \ ア\ \ },\boxed{\ \ ア\ \ })である。よって\\
a_2=\boxed{\ \ イ\ \ }, b_2=\boxed{\ \ ウ\ \ }\\
である。\\
\\
花子:数列\left\{a_n\right\}, \left\{b_n\right\}の一般項について考える前に、\\
(\boxed{\ \ ア\ \ },\boxed{\ \ ア\ \ })の求め方について整理してみようか。\\
太郎:花子さんはどうやって求めたの?\\
花子:自転車が歩行者を追いかけるときに、間隔が1分間に1ずつ縮まっていくこと\\
を利用したよ。\\
太郎:歩行者と自転車の動きをそれぞれ直線の方程式で表して、交点を\\
計算して求めることもできるね。\\
\\
自転車がn回目に自宅を出発するときの時刻と自転車の位置を表す点の座標\\
は(a_n,0)であり、そのときの時刻と歩行者の位置を表す点の座標は\\
(a_n,b_n)である。よって、n回目に自宅を出発した自転車が次に歩行者に\\
追いつくときの時刻と位置を表す点の座標は、a_n,b_nを用いて、\\
(\boxed{\ \ エ\ \ },\boxed{\ \ オ\ \ })と表せる。\\
\\
\\
\boxed{\ \ エ\ \ },\boxed{\ \ オ\ \ }の解答群(同じものを繰り返し選んでもよい。)\\
⓪a_n ①b_n ②2a_n\\
③a_n+b_n ④2b_n ⑤3a_n\\
⑥2a_n+b_n ⑦a_n+2b_n ⑧3b_n\\
\\
以上から、数列\left\{a_n\right\}, \left\{b_n\right\}について、自然数nに対して、関係式\\
a_{n+1}=a_n+\boxed{\ \ カ\ \ }\ b_n+\boxed{\ \ キ\ \ } \ldots①\\
b_{n+1}=3b_n+\boxed{\ \ ク\ \ } \ldots②\\
が成り立つことが分かる。まず、b_1=2と②から\\
b_n=\boxed{\ \ ケ\ \ } (n=1,2,3,\ldots)\\
を得る。この結果と、a_1=2および1から\\
a_n=\boxed{\ \ コ\ \ } (n=1,2,3,\ldots)\\
がわかる。\\
\\
\boxed{\ \ ケ\ \ }, \boxed{\ \ コ\ \ }の解答群(同じものを繰り返し選んでもよい。)\\
⓪3^{n-1}+1 ①\frac{1}{2}・3^n+\frac{1}{2}\\
②3^{n-1}+n ③\frac{1}{2}・3^n+n-\frac{1}{2}\\
④3^{n-1}+n^2 ⑤\frac{1}{2}・3^n+n^2-\frac{1}{2}\\
⑥2・3^{n-1} ⑦\frac{5}{2}・3^{n-1}-\frac{1}{2}\\
⑧2・3^{n-1}+n-1 ⑨\frac{5}{2}・3^{n-1}+n-\frac{3}{2}\\
ⓐ2・3^{n-1}+n^2-1 ⓑ\frac{5}{2}・3^{n-1}+n^2-\frac{3}{2}\\
\\
\\
(2)歩行者がy=300の位置に到着するときまでに、自転車が装甲車に追いつく\\
回数は\boxed{\ \ サ\ \ }回である。また、\boxed{\ \ サ\ \ }回目に自転車が歩行者に追いつく\\
時刻は、x=\boxed{\ \ シスセ\ \ }\ である。
\end{eqnarray}
投稿日:2022.01.22

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指導講師: 福田次郎
問題文全文(内容文):
\begin{eqnarray}
{\Large\boxed{3}} nを自然数とする。1個のさいころを繰り返し投げる実験を行い、繰り返す回数が\\
2n+1回に達するか、5以上の目が2回連続して出た場合に実験を終了する。下の表は\\
n=2の場合の例である。例\textrm{a}では、5以上の目が2回連続して出ず、5回で実験を\\
終了した。例\textrm{b}では、5以上の目が2回連続して出たため、3回で実験を終了した。\\
\\
\begin{array}{c|ccccc}
& 1回目 & 2回目 & 3回目 & 4回目 & 5回目\\
\hline 例\textrm{a} & ⚃ & ⚅ & ⚀ & ⚁ & ⚀\\
例\textrm{b} & ⚂ & ⚅ & ⚄ \\
\end{array}\hspace{100pt}\\
\\
この実験において、Aを「5以上の目が2回連続して出る」事象、非負の整数kに対し\\
B_kを「5未満の目が出た回数がちょうどkである」事象とする。一般に、事象Cの\\
確率をP(C),Cが起こったときの事象Dが起こる条件付き確率をP_C(D)と表す。\\
\\
(1)n=1のとき、P(B_1)=\boxed{\ \ サ\ \ }である。\\
\\
(2)n=2のとき、P_{B_{2}}(A)=\boxed{\ \ シ\ \ }である。\\
以下、n \geqq 1とする。\\
\\
(3)P_{B_{k}}(A)=1となるkの値の範囲は0 \leqq k \leqq K_nと表すことができる。このK_nを\\
nの式で表すとK_n=\boxed{\ \ ス\ \ }である。\\
\\
(4)p_k=P(A \cap B_k)とおく。0 \leqq k \leqq K_nのとき、p_kを求めるとp_k=\boxed{\ \ セ\ \ }である。\\
また、S_n=\sum_{k=0}^{K_n}kp_k とおくと\lim_{n \to \infty}S_n=\boxed{\ \ ソ\ \ }である。
\end{eqnarray}
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指導講師: 鈴木貫太郎
問題文全文(内容文):
2013年 山形大学 過去問

公差が0でない等差数列{$a_n$}
$a_5^2+a_6^2=a_7^2+a_8^2$
$\displaystyle \sum_{n=1}^{13} a_n=13$
一般項$a_n$を求めよ。
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指導講師: 福田次郎
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\begin{eqnarray}
{\Large\boxed{2}}\ 数列\left\{a_n\right\}は\hspace{255pt}\\
a_{n+1}=-|a_n|-\frac{1}{2}a_n+5\hspace{15pt}(n=1,2,3,\ldots)\\
を満たしている。\\
(1)a_1=\frac{1}{2}ならば、a_2=\frac{\boxed{\ \ アイ\ \ }}{\boxed{\ \ ウ\ \ }},\ a_3=-\frac{\boxed{\ \ エオ\ \ }}{\boxed{\ \ カ\ \ }}\ である。\\
(2)-2 \leqq a_n \leqq -1ならばa_{n+1}およびa_{n+2}の取り得る値の範囲は、\\
それぞれ\boxed{\ \ キ\ \ }\leqq a_{n+1} \leqq \frac{\boxed{\ \ ク\ \ }}{\boxed{\ \ ケ\ \ }},\ -\frac{\boxed{\ \ コ\ \ }}{\boxed{\ \ サ\ \ }}\leqq a_{n+1} \leqq -\boxed{\ \ シ\ \ }\ である。\\
以下、a_1=2+(\frac{2}{3})^{10}\ とする。\\
(3)a_n \lt 0となる自然数nの内最小のものをmとすると、m=\boxed{\ \ スセ\ \ }\ である。\\
(4)(3)のmに対して、自然数kが2k \geqq mを満たすとき、\\
a_{2k+2}=-\frac{\boxed{\ \ ソ\ \ }}{\boxed{\ \ タ\ \ }}\ a_{2k}-\frac{\boxed{\ \ チ\ \ }}{\boxed{\ \ ツ\ \ }}\\
より\\
a_{2k}=-\frac{\boxed{\ \ テト\ \ }}{\boxed{\ \ ナ\ \ }}+\frac{3}{\boxed{\ \ ニヌ\ \ }}(-\frac{\boxed{\ \ ネ\ \ }}{\boxed{\ \ ノ\ \ }})^{k-\boxed{\ \ ハ\ \ }}\\
が成り立つ。
\end{eqnarray}
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