数列の問題
公比が実数である等比数列 が
を満たしている。初項から第 項までの和を とするとき、 となる最小の正の整数 を求めよ。
この問題で使うもの
- 等差数列・等比数列の一般項(説明と入口の問題)
- 等差・等比数列の和と Σ(説明と入口の問題)
- 3 次式までの展開と因数分解(説明と入口の問題)
この問題を解けるようになるまで(18 技能)
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ヒント
行き詰まったら、上から順に 1 つずつ開いてください。
ヒント 1
初項を 、公比を とおき、2つの条件式を と で表してみましょう。
ヒント 2
は の 倍になっています。これから が求まります。 が実数であることに注意しましょう。
ヒント 3
, が求まるので、 となります。あとは を満たす最小の を調べます。
答えと解説
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解説を読む
初項を 、公比を ( は実数)とすると、 である。
, , なので
が成り立つ。条件より 、すなわち である。
であり、 なので、実数 は だけである。
次に より 。
よって であり、
となる。
は 、すなわち と同値である。
, であり、 は について単調に増加するから、条件を満たす最小の正の整数は である。
別解
初項を 、公比を (実数)とする。 より なので 。 は実数だから 。
より 。よって 、。
より 。、 なので、最小の は 。
検算:、。また 、 で条件を満たす。