福田の数学〜東北大学2023年理系第3問〜漸化式と数列の和 - 質問解決D.B.(データベース)

福田の数学〜東北大学2023年理系第3問〜漸化式と数列の和

問題文全文(内容文):
$\Large\boxed{3}$ sを実数とし、数列$\left\{a_n\right\}$を
$a_1$=s, (n+2)$a_{n+1}$=n$a_n$+2 (n=1,2,3,...)
で定める。以下の問いに答えよ。
(1)$a_n$をnとsを用いて表せ。
(2)ある正の整数$m$に対して、$\displaystyle\sum_{n=1}^ma_n$=0が成り立つとする。sをmを用いて表せ。

2023東北大学理系過去問
単元: #数列#数列とその和(等差・等比・階差・Σ)#漸化式#学校別大学入試過去問解説(数学)#東北大学#数学(高校生)#数B
指導講師: 福田次郎
問題文全文(内容文):
$\Large\boxed{3}$ sを実数とし、数列$\left\{a_n\right\}$を
$a_1$=s, (n+2)$a_{n+1}$=n$a_n$+2 (n=1,2,3,...)
で定める。以下の問いに答えよ。
(1)$a_n$をnとsを用いて表せ。
(2)ある正の整数$m$に対して、$\displaystyle\sum_{n=1}^ma_n$=0が成り立つとする。sをmを用いて表せ。

2023東北大学理系過去問
投稿日:2023.05.19

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問題文全文(内容文):
$a_{1}=1,b_{1}=0$
$a_{n+1}=5a_{n}+4b_{n}$
$b_{n+1}=a_{n}+5b_{n}$

(1)
$a_{n+1}+ \alpha b_{n+1}=\beta (a_{n}+\alpha b_{n})$となる$\alpha,\beta$を2組求めよ

(2)
$a_{n},b_{n}$の一般項

(3)
$\displaystyle \sum_{k=1}^n ak$

出典:2012年徳島大学 過去問
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問題文全文(内容文):
$\boxed{1} - (5)$
$a_n=n^3-20n$
$S_n$の最小値とそのときの$n$の値を求めよ.
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指導講師: 福田次郎
問題文全文(内容文):
${\large第4問}$
[1]自然数$n$に対して、$S_n=5^n-1$とする。さらに、数列$\left\{a_n\right\}$の初項から
第$n$項までの和が$S_n$であるとする。このとき、$a_1=\boxed{\ \ ア\ \ }$である。また
$n \geqq 2$のとき
$a_n=\boxed{\ \ イ\ \ }・\boxed{\ \ ウ\ \ }^{n-1}$
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
$\sum_{k=1}^n\displaystyle \frac{1}{a_k}=\displaystyle \frac{\boxed{\ \ エ\ \ }}{\boxed{\ \ オカ\ \ }}\left(1-\boxed{\ \ キ\ \ }^{-n}\right)$
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$R_n$とする。
$3n$枚のタイルを用いた$R_n$内の配置の総数を$r_n$とする。
$n=1$のときは、下の図(※動画参照)のように$r_1=3$である。

また、$n=2n4$ときは、下の図(※動画参照)のように$r_2=11$である。

(1)太郎さんは次のような図形$T_n$内の配置を考えた。
$(3n+1)$枚のタイルを用いた$T_n$内の配置の総数を$t_n$とする。$n=1$
のときは、$t_1=\boxed{\ \ ク\ \ }$である。
さらに、太郎さんは$T_n$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
$t_n=Ar_n+Bt_{n-1}$
が成り立つことが分かる。ただし、$A=\boxed{\ \ ケ\ \ }, B=\boxed{\ \ コ\ \ }$である。
以上から、$t_2=\boxed{\ \ サシ\ \ }$であることが分かる。
同様に、$R_n$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
$r_n=Cr_{n-1}+Dt_{n-1}$
が成り立つことが分かる。ただし、$C=\boxed{\ \ ス\ \ }, D=\boxed{\ \ セ\ \ }$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$\boxed{\ \ ソタ\ \ }$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$\boxed{\ \ チツテ\ \ }$である。

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指導講師: 福田次郎
問題文全文(内容文):
$\Large\boxed{6}$ 1個のさいころを投げて出た目によって数直線上の点Pを動かすことを繰り返すゲームを考える。最初のPの位置を$a_0$=0とし、さいころを$n$回投げたあとのPの位置$a_n$を次のルールで定める。
・$a_{n-1}$=7 のとき、$a_n$=7
・$a_{n-1}$≠7 のとき、$n$回目に出た目$m$に応じて
$a_n$=$
\left\{\begin{array}{1}
a_{n-1}+m (a_{n-1}+m=1,3,4,5,6,7のとき)\\
1 (a_{n-1}+m=2,12のとき)\\
14-(a_{n-1}+m) (a_{n-1}+m=8,9,10,11のとき)\\
\end{array}\right.
$
(1)$a_2$=1 となる確率を求めよ。
(2)$n$≧1について、$a_n$=7 となる確率を求めよ。
(3)$n$≧3について、$a_n$=1 となる確率を求めよ。
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【高校数学】 数B-70 等比数列とその和⑥

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単元: #数列#数列とその和(等差・等比・階差・Σ)#数学(高校生)#数B
指導講師: とある男が授業をしてみた
問題文全文(内容文):
①初項2,公比3の等比数列について,初項から第何項までの和が初めて
1000より大きくなるかを求めよ.

②初項1,公比5の等比数列について,$a_1+a_2+・・・+a_n\geqq 10^{50}$を満たす
最小の$n$を求めよう.
ただし,$\log_{10} 2=0.3.10$とする.
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