立教大学
2016年 理学部(個別日程) 第3問

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次の条件を満たす実数の数列{a_n},{b_n}を考える.a_1=1,b_1=0,{\begin{array}{l}a_{n+1}=1/2(a_n-b_n)\!\!\!\!\!\!\!\!\phantom{\frac{\mkakko{}}{\mkakko{}}}\b_{n+1}=1/2(a_n+b_n)\!\!\!\!\!\!\!\!\phantom{\frac{\mkakko{}}{\mkakko{}}}\end{array}.(n=1,2,3,・・・)また,iを虚数単位とし,複素数z_nをz_n=a_n+b_niとする.このとき,次の問いに答えよ.(1)z_{n+1}=αz_nとなる複素数αを求めよ.(2)(1)で求めた複素数αを極形式でα=r(cosθ+isinθ)と表すとき,rとθを求めよ.ただし,0≦θ<2πとする.(3)n≧1に対して,z_nを極形式でz_n=r_n(cosθ_n+isinθ_n)と表すとき,r_nとθ_nをnを用いて表せ.ただし,θ_n≧0とする.(4)a_1+a_2+a_3+a_4を求めよ.(5)Nを自然数とするとき,Σ_{n=1}^{4N}a_nをNを用いて表せ.
3
次の条件を満たす実数の数列$\{a_n\},\ \{b_n\}$を考える. \[ a_1=1,\quad b_1=0,\quad \left\{ \begin{array}{l} a_{n+1}=\displaystyle\frac{1}{2}(a_n-b_n) \!\!\!\!\!\!\!\!\phantom{\displaystyle\frac{\mkakko{}}{\mkakko{}}} \\ b_{n+1}=\displaystyle\frac{1}{2}(a_n+b_n) \!\!\!\!\!\!\!\!\phantom{\displaystyle\frac{\mkakko{}}{\mkakko{}}} \end{array} \right. (n=1,\ 2,\ 3,\ \cdots) \] また,$i$を虚数単位とし,複素数$z_n$を$z_n=a_n+b_n i$とする.このとき,次の問いに答えよ.
(1) $z_{n+1}=\alpha z_n$となる複素数$\alpha$を求めよ.
(2) $(1)$で求めた複素数$\alpha$を極形式で$\alpha=r(\cos \theta+i \sin \theta)$と表すとき,$r$と$\theta$を求めよ.ただし,$0 \leqq \theta<2\pi$とする.
(3) $n \geqq 1$に対して,$z_n$を極形式で$z_n=r_n(\cos \theta_n+i \sin \theta_n)$と表すとき,$r_n$と$\theta_n$を$n$を用いて表せ.ただし,$\theta_n \geqq 0$とする.
(4) $a_1+a_2+a_3+a_4$を求めよ.
(5) $N$を自然数とするとき,$\displaystyle \sum_{n=1}^{4N} a_n$を$N$を用いて表せ.
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詳細情報

大学(出題年) 立教大学(2016)
文理 理系
大問 3
単元 ()
タグ 条件実数数列漸化式分数虚数単位複素数極形式三角比不等号
難易度 未設定

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