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時空 解 さんの日記

 
2024
10月 1
(火)
20:49
「青チャート式数学B」基本例題34 漸化式を等比数列の形に変形する
本文
皆さん こんにちは、時空 解です。

ついに出てきました、この形。

$ a_{n+1} = pa_n + q $

高校時代には、ここで確実に数学に自信を失いました。
特性方程式と言うのが出てきますからね。

特性方程式の意味…これを理解するのが、高校時代の自分を超えるためのステップとなるでしょう。
青チャート式数学Bでは、表題にも示したとおり下記の問題で使われて来ます。
 
「青チャート式数学B」基本例題34

次の条件によって定められる数列 $ \{ a_n \} $ の一般項を求めよ。
       $ a_1 = 6, a_{n+1} =4a_n -3 $

数研出版(株)さんの解説動画解説動画別解

解説動画を一度視聴しただけでは、特性方程式の意味・内容を理解できるものではありません。
だってポイントとなる
 "どうして左辺の $ a_{n+1} $ と 右辺の $ a_n  $ を同じ $ \alpha $ で置いちゃっていいの?"
の説明が無くてゴリ押しですからね。
(そう思うのは私だけ? ( ^^;  )

でも、青チャート式数学の解説の方にはこんなゴリ押しは出てきません。(右画像参照)

この基本例題34は解説動画と解説、両方を理解することが大切ですね。
併せて、下記の動画もとても参考になるのではないでしょうか?

・[数学B]特性方程式の意味と背景


なるほどぉ~。この動画を視聴すると、とにかく目標として
「等比数列に落とし込む」
と言う方向に向かって式変形していることが分かります。

この考え方・方針がとても参考になりますね。

目標とする数式をまずは立ててしまう。分からない部分に $ \alpha $ を使う。

と言うことですね。
でもね、やっぱり私にはなかなか難しい…_| ̄|○

それで、今現時点で自分に出来る解法をここに書いて置きます。
次に書くやり方の方が、個人的には分かり易いと思うので、ぜひ検討してみて下さいね。
(まぁ自分なりの解法なんだから当たり前ですが)
 
今回の基本例題34を例に解説してみます。

   $ a_{n+1} = 4a_n -3 $   …(与式)
上記の式を
   $ a_{n+1} + \alpha  = 4(a_n + \alpha) \Leftrightarrow b_{n+1} = 4 b_n $
と言う、等比数列の形にしたい。

与式の両辺に $ 4 \alpha $ を加える。
   $ a_{n+1} + 4 \alpha = 4(a_n + \alpha) -3 $

次に、上式の左辺を目標の等比数列の左辺と同じにするため、$ 4 \alpha $ のうちの $ 3 \alpha $ を右辺に移行する。
   $ a_{n+1} + 1 \alpha = 4(a_n + \alpha) - 3 - 3 \alpha $

この式において $ - 3 -3 \alpha $ が $ 0 $ となれば目標の等比数列のかたちとなる。

    $ - 3 -3 \alpha = 0 $
    $ - 3 \alpha = 3 $
    $ \therefore \alpha = -1 $

目標の等比数列の式は
   $ a_{n+1} -1 = 4 (a_n -1) \Leftrightarrow b_{n+1} = 4 b_n $


個人的には、こんなベタなやり方のほうが理解しやすいのだが…。うーむ01

とにかく自分なりに理解するのに、丸一日掛かりました。_| ̄|○
ではまた明日。
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