まず、問題を見て群数列とは何かを理解して下さい。

例題1 第n群にn個の奇数を含む次のような数列を考える。

(1) 第n群に属するすべての奇数の和を求めよ。
(2) 99 は第何群の何項目か。

 このように項がいくつかに分けられている形の数列を群数列といいます。群数列の問題は一般に難しいと考えられていますが次のことを問題をとく前に考えることで解決します。

群数列の解法

  • 第n群に含まれる項の数を求める。
  • 第1群から第n群までに含まれる項の総数を求める。
  • 第n群の初項がはじめから数えて第何項にあたるかを考える
    →第n群の初項=第n−1群までに含まれる項数+1

 ひとつずつ考えていきましょう。まず、第n群に含まれる項数ですが、第1群には1個、第2群には2個第3群には3個の項が含まれていますので、第n群にはn個の項が含まれていることになります。

 次に第1群から第n群までに含まれる項の総数は 1+2+3+・・・・+n を計算すればいいわけです。これは と書けますが、 ぐらいはよく使いますので覚えておきましょう。

 さて、3番目の第n群の初項がはじめ(つまり第1群の初項)から数えて何項目になるかですが、第n−1群までに含まれる項の総数は の n の中に n−1 を代入すれば出てきます。つまり です。この次の項が第n群の初項になりますから、第n群の初項ははじめから数えて 項になります。

 ここまで求めればあとは問題にしたがって解答していきます。(1)では第n群に含まれる項の和を求めます。この数列の第k項は で表されますから、第n群はこのkの中に先ほど求めた を代入して が初項になります。これからn項の和を等差数列の和の公式で求めてやります。

解答(1) 第n群の最初の項は  なので、求める和は

 さて、次は99が第何項に含まれるかという問題です。まず、99が第1群の最初から何項目にあるかを考えます。これは をとけばいいので、k=50項目と求まります。あとは50番目の数が何群に含まれるかを考えます。ここで、第1群から第n群に含まれる項数は でしたので、 を満たす整数 n を求めるとそれが含まれる群の数になります。ここで、この不等式をまともに解いてはいけません。まともに解くと根号が出てくる可能性があります。あくまで整数 n を求めるだけですから整数を代入し満たすものを考えることにします。

解答(2) 2k−1=99 をといて k=50、つまり99ははじめから数えて第50項になる。

    より       

    ここで、9×10=90、10×11=110 よりこの式を満たす最大の n は n=10、つまり 99 は第10群に含まれる。第9群までに含まれる項数は であるから、第50項めである99は第10群の第5項

     

 

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