대수수학적 귀납법수능 기출발전 문제 (3점 후반~4점 초반)

계차 점화식 오류 찾기

문제

다음은 어느 포털 사이트에 게시된 질문과 답변이다.

a20a _{20}의 값을 구하는 데 어디가 틀렸을까요? 저는 고등학교 2학년 학생입니다. 궁금한 것이 있어 글을 올립니다. 먼저 [문제]와 저의 [풀이]를 보시고 [질문]에 답해 주세요.

[문제] 수열 {an}\left\{ a _{n} \right\}a1=1a _{1} = 1이고, an=an1+2n1a _{n} = a _{n-1} + 2 n - 1(n2n \geq 2) 을 만족시킬 때, a20a _{20}의 값을 구하시오.

[풀이] n2n \geq 2일 때, an=1+k=1n1(2k1)\displaystyle a _{n} = 1 + \sum\limits _{k = 1} ^{n - 1} ( 2 k - 1 ) a20=362\therefore a _{20} = 362

[질문] 저는 잘 푼 것 같은데 정답이 362362가 아니라고 합니다. 제가 어디가 틀렸을까요? 틀린 부분과 정답을 알려주세요. 학생의 [풀이]에서 (가) an=1+k=1n1\displaystyle a _{n} = 1 + \sum\limits _{k = 1} ^{n - 1} n2n \geq 2일 때,

로 식을 수정하여 a20a _{20}의 값을 계산하면 a20=a _{20} = (나) 입니다.

좋은 질문입니다.

위의 답변이 옳을 때, (가)에 알맞은 식을 f(k)f ( k ), (나)에 알맞은 수를 cc라 하자. 이때, f(10)+cf ( 10 ) + c의 값은? [4점] 415415417417419419421421423423

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해설

[출제의도] 여러 가지 수열을 활용하여 문제해결하기 n2n \geq 2에 대하여 an=an1+2n1a _{n} = a _{n-1} + 2 n - 1에서 anan1=2n1a _{n} - a _{n-1} = 2 n - 1이므로 n1n \geq 1에 대하여 an+1an=2(n+1)1=2n+1a _{n+1} - a _{n} = 2 ( n + 1 ) - 1 = 2 n + 1이다. an=1+k=1n1(2k+1)\displaystyle a _{n} = 1 + \sum\limits _{k = 1} ^{n - 1} ( 2 k + 1 )이므로 f(k)=2k+1f ( k ) = 2 k + 1이다. a20=1+k=119(2k+1)=400\displaystyle a _{20} = 1 + \sum\limits _{k = 1} ^{19} ( 2 k + 1 ) = 400이므로 c=400c = 400이다. 따라서 f(10)+c=21+400=421f ( 10 ) + c = 21 + 400 = 421

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