대수수학적 귀납법수능 기출심화 문제 (4점 중반 이후, 킬러 직전)

귀납적 수열 합의 최대최소

문제

다음 조건을 만족시키는 모든 수열 {an}\left\{ a _{n} \right\}에 대하여 k=1100ak\displaystyle \sum\limits _{k = 1} ^{100} a _{k}의 최댓값과 최솟값을 각각 MM, mm이라 할 때, MmM - m의 값은? [4점]

(가) a5=5a _{5} = 5 (나) 모든 자연수 nn에 대하여 an+1={an6(an0)2an+3(an<0)\displaystyle a _{n+1} = \begin{cases} a _{n} - 6 & \left( a _{n} \geq 0 \right) \\ - 2 a _{n} + 3 & \left( a _{n} < 0 \right) \end{cases} 이다.

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해설

주어진 조건에 의하면 n5n \geq 5일 때 ana _{n}은 한가지이다 따라서 a4a _{4}, a3a _{3}, a2a _{2}, a1a _{1}의 값만 확인한다. an<0a _{n} < 0이면 an+1=2an+3>0a _{n+1} = - 2 a _{n} + 3 > 0이므로 수열 {ana _{n}}의 값이 연속하여 음수인 경우는 없다. 따라서 최댓값은 an+1=an6a _{n+1} = a _{n} - 6일 때 즉 a4=11a _{4} = 11, a3=17a _{3} = 17, a2=23a _{2} = 23, a1=29a _{1} = 29 일 때이다. 최솟값은 (나)의 관계식이 번갈아 나오는 경우 즉 a4=1a _{4} = - 1, a3=5a _{3} = 5, a2=1a _{2} = - 1, a1=5a _{1} = 5일 때이다. \thereforeMm=(11+17+23+29)(1+51+5)M - m = ( 11 + 17 + 23 + 29 ) - ( - 1 + 5 - 1 + 5 ) =808=72= 80 - 8 = 72

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