「等比数列の和の公式」本文(PDF)

15.空間ベクトル|1.等差数列と等比数列|5.等比数列の和|1.等比数列の和の公式
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15. 数列
15-1. 等差数列と等比数列
15-1-5.等比数列の和
15-1-5-1.等比数列の和の公式
初項 a 、公比 r の等比数列 a n  の初項から第 n 項までの和を S n とする。
S n  a  ar  ar 2    ar n 1
…①
r  1 のとき
ar  ar 2    ar n1  ar n
rS n 
…②
①-②より
S n  rS n  a  ar n
1  r S n

 a 1 rn

r  1 より 1  r  0 であるから
Sn 

a 1 rn
1 r

右辺の分子と分母の差の順序を変えても、右辺の値は変わらないから、次のように書き換える
こともできる。


a r n 1
r 1
また、r  1 のときは、数列 a n  の項は常に一定で a n  a であるから、 S n は n 個の a の和であ
Sn 
る。すなわち
S n  na
等比数列の和
初項 a 、公比 r の等比数列の初項から第 n 項までの和 S n は次のよう
になる。




a 1 rn
a r n 1

1 r
r 1
r  1 のとき、 S n  na
r  1 のとき、 S n 
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15.空間ベクトル|1.等差数列と等比数列|5.等比数列の和|1.等比数列の和の公式
(例)
初項 1 、公比 2 の等比数列の初項から第 n 項までの和を S n とすると
Sn 


1 2n  1
 2n 1
2 1
(例)
初項
1
1
、公比 の等比数列の初項から第 n 項までの和を S n とすると
2
2
Sn 
n
1   1  
 1    
2   2  
1
1
2
1   1 
1   
2   2 

n
1
2


n

1
 1  
2
(例)
初項から第 3 項までの和が 21、第 4 項から第 6 項までの和が 168 である等比数列の初項
a と公比 r を求めよう。
初項から第 3 項までの和は

a  ar  ar 2  a 1  r  r 2

第 4 項から第 6 項までの和は

ar 3  ar 4  ar 5  ar 3 1  r  r 2
であるから、





a 1  r  r 2  21 …①、 ar 3 1  r  r 2  168
…②
①②について、右辺どうし、左辺どうしを割ることにより


ar 3 1  r  r 2
168

2
21
a 1 r  r


r 8
r2
3
①より
a1  2  4  21
7 a  21
a3
以上より、
和も
a  3、r  2
スーィッスイッ!
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