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1.

$n\ge 1$ に対し an+1=Sn+1-Sn である.ゆえに n(n-2)(Sn+1-Sn)=Snが成り立つ.これから

\begin{displaymath}n(n-2)S_{n+1}=(n-1)^2S_n \quad \cdots\maru{1}
\end{displaymath}

$n\ge 3$ のとき,

\begin{displaymath}\dfrac{n}{n-1}S_{n+1}=\dfrac{n-1}{n-2}S_n
\end{displaymath}

したがって

\begin{displaymath}\dfrac{n-1}{n-2}S_n=\dfrac{2}{1}S_3
\end{displaymath}

ここで $\displaystyle \lim_{n \to \infty}S_n=1$なので,

\begin{displaymath}\lim_{n \to \infty}\dfrac{n-1}{n-2}S_n=1
\end{displaymath}

したがって $\dfrac{2}{1}S_3=1$ となり, $S_3=\dfrac{1}{2}$

\begin{displaymath}∴ \quad S_n=\dfrac{n-2}{n-1}\ (n \ge 3)
\end{displaymath}

つまり$n\ge 4$ のとき

\begin{displaymath}a_n=S_n-S_{n-1}=\dfrac{n-2}{n-1}-\dfrac{n-3}{n-2}=\dfrac{1}{(n-1)(n-2)}\quad \cdots\maru{2}
\end{displaymath}

一方n=2 とすれば S2=0 . $S_3=\dfrac{1}{2}$ とあわせて

\begin{displaymath}a_2=-1,\ a_3=\dfrac{1}{2}
\end{displaymath}

n=3 のときは式に含まれる.

\begin{displaymath}∴ \quad a_1=1,\ a_2=-1,\ a_n=\dfrac{1}{(n-1)(n-2)}\ (n \ge 3)
\end{displaymath}

AozoraGakuen
2002-03-01