京都薬科大学
2015年 薬学部 第3問

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次の[]にあてはまる数または式を記入せよ.漸化式a_{n+2}=da_{n+1}-a_nと条件a_1=0,a_2=1で定まる数列{a_n}の一般項を,2次方程式と三角関数を用いて求める.ここで,dは実数とする.(1)実数βをとり,a_n=β^{n-1}とおくとき,{a_n}が漸化式を満たすのは,βが2次方程式[ア]=0の解となるときである.(2)(1)の2次方程式が相異なる2つの実数解を持つ条件はd>[イ]またはd<[ウ]である.このとき,相異なる2つの実数解をβ_1,β_2と表し,a_n=p{β_1}^{n-1}+q{β_2}^{n-1}(p,q:任意の実数)とおけば,{a_n}は漸化式を満たす.よって,a_1,a_2の条件を満たすようにp,qを定めれば,数列の一般項はdとnを用いてa_n=[エ]と表される.(3)(1)の2次方程式が2つの虚数解を持つ条件は[オ]<d<[カ]である.三角関数の加法定理より{\begin{array}{l}cos(n+1)θ+cos(n-1)θ=2[キ]cosθ\sin(n+1)θ+sin(n-1)θ=2[ク]cosθ\end{array}.が成り立つので,a_n=pcos(n-1)θ+qsin(n-1)θ(p,q:任意の実数)とおき,d=[ケ]となるようにθを選べば,{a_n}は漸化式を満たす.よって,a_1,a_2の条件を満たすようにp,qを定めれば,数列の一般項はθとnを用いてa_n=[コ]のように表される.
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次の$\fbox{}$にあてはまる数または式を記入せよ.
漸化式$a_{n+2}=da_{n+1}-a_n$と条件$a_1=0$,$a_2=1$で定まる数列$\{a_n\}$の一般項を,$2$次方程式と三角関数を用いて求める.ここで,$d$は実数とする.
(1) 実数$\beta$をとり,$a_n=\beta^{n-1}$とおくとき,$\{a_n\}$が漸化式を満たすのは,$\beta$が$2$次方程式$\fbox{ア}=0$の解となるときである.
(2) $(1)$の$2$次方程式が相異なる$2$つの実数解を持つ条件は$d>\fbox{イ}$または$d<\fbox{ウ}$である.このとき,相異なる$2$つの実数解を$\beta_1,\ \beta_2$と表し,$a_n=p {\beta_1}^{n-1}+q {\beta_2}^{n-1}$($p,\ q:$任意の実数)とおけば,$\{a_n\}$は漸化式を満たす.よって,$a_1,\ a_2$の条件を満たすように$p,\ q$を定めれば,数列の一般項は$d$と$n$を用いて$a_n=\fbox{エ}$と表される.
(3) $(1)$の$2$次方程式が$2$つの虚数解を持つ条件は$\fbox{オ}<d<\fbox{カ}$である.三角関数の加法定理より \[ \left\{ \begin{array}{l} \cos (n+1) \theta+\cos (n-1) \theta=2 \fbox{キ} \cos \theta \\ \sin (n+1) \theta+\sin (n-1) \theta=2 \fbox{ク} \cos \theta \end{array} \right. \] が成り立つので,$a_n=p \cos (n-1) \theta+q \sin (n-1) \theta$($p,\ q:$任意の実数)とおき,$d=\fbox{ケ}$となるように$\theta$を選べば,$\{a_n\}$は漸化式を満たす.よって,$a_1,\ a_2$の条件を満たすように$p,\ q$を定めれば,数列の一般項は$\theta$と$n$を用いて$a_n=\fbox{コ}$のように表される.
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詳細情報

大学(出題年) 京都薬科大学(2015)
文理 文系
大問 3
単元 ()
タグ 空欄補充漸化式条件数列一般項方程式三角関数実数実数解任意
難易度 未設定

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