大学入試問題#237 岡山県立大学(2020) #数学的帰納法 - 質問解決D.B.(データベース)

大学入試問題#237 岡山県立大学(2020) #数学的帰納法

問題文全文(内容文):
(1+2+3++n)2=13+23+33++n3が成り立つことを示せ。
n:自然数

2020年岡山県立大学 入試問題
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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#岡山県立大学
指導講師: ますただ
問題文全文(内容文):
(1+2+3++n)2=13+23+33++n3が成り立つことを示せ。
n:自然数

2020年岡山県立大学 入試問題
投稿日:2022.06.26

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問題文全文(内容文):
和を求めよ
12+13+14++1n
  +23+24++2n
     +34++3n
           ・
           ・
           ・
          +(n1)n

出典:1989年和歌山県立医科大学 過去問
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a1は7であり,n2an+1(n+1)2an=n2(n+1)2である.

(1)anの一般項を求めよ.

(2)anの最大値を求めよ.

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問題文全文(内容文):
4
[1]自然数nに対して、Sn=5n1とする。さらに、数列{an}の初項から
n項までの和がSnであるとする。このとき、a1=    である。また
n2のとき
an=        n1
である。この式はn=1の時にも成り立つ。
上で求めたことから、すべての自然数nに対して
k=1n1ak=        (1    n)
が成り立つことが分かる。

[2]太郎さんは和室の畳を見て、畳の敷き方が何通りあるかに興味を持った。
ちょうど手元にタイルがあったので、畳をタイルに置き換えて、
数学的に考えることにした。
縦の長さが1、横の長さが2の長方形のタイルが多数ある。
それらを縦か横の向きに、隙間も重なりもなく敷き詰めるとき、
その敷き詰め方をタイルの「配置」と呼ぶ。

上の図(※動画参照)のように、縦の長さが3,横の長さが2nの長方形をRnとする。
3n枚のタイルを用いたRn内の配置の総数をrnとする。
n=1のときは、下の図(※動画参照)のようにr1=3である。

また、n=24ときは、下の図(※動画参照)のようにr2=11である。

(1)太郎さんは次のような図形Tn内の配置を考えた。
(3n+1)枚のタイルを用いたTn内の配置の総数をtnとする。n=1
のときは、t1=    である。
さらに、太郎さんはTn内の配置について、右下隅のタイルに注目して
次のような図(※動画参照)をかいて考えた。

この図(※動画参照)から、2以上の自然数nに対して
tn=Arn+Btn1
が成り立つことが分かる。ただし、A=    , B=    である。
以上から、t2=    であることが分かる。
同様に、Rnの右下隅のタイルに注目して次のような図(※動画参照)をかいて考えた。

この図(※動画参照)から、2以上の自然数nに対して
rn=Crn1+Dtn1
が成り立つことが分かる。ただし、C=    , D=    である。

(2)畳を縦の長さが1, 横の長さが2の長方形と見なす。縦の長さが3, 横の長さが6
の長方形の部屋に畳を敷き詰めるとき、敷き詰め方の総数は    である。
また、縦の長さが、横の長さがの長方形の部屋に畳を敷き詰めるとき、
敷き詰め方の総数は    である。

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n自然数
(1)4n+1+52n1は21で割り切れることを証明
(2)次の条件を満たす定数でない多項式f(x)を推定し、その推定が正しいことを証明せよ。
(a)f(4)=21
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