대수수학적 귀납법수능 기출기본 문제 (3점 중반)

합과 항의 관계식

문제

수열 {an}\left\{ a _{n} \right\}의 첫째항부터 제nn항까지의 합을 SnS _{n}이라 하자. a1=2a _{1} = 2, a2=4a _{2} = 4이고 22 이상의 모든 자연수 nn에 대하여 an+1Sn=anSn+1a _{n + 1} S _{n} = a _{n} S _{n + 1} 이 성립할 때, S5S _{5}의 값을 구하시오. [3점]

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해설

[출제의도] 수열의 귀납적 성질을 이용하여 수열의 합을 구한다. Sn+1S _{n + 1}=an+1+Sn= a _{n + 1} + S _{n}이므로 an+1Sna _{n + 1} S _{n}=an(an+1+Sn)= a _{n} \left( a _{n + 1} + S _{n} \right), (Snan)an+1\left( S _{n} - a _{n} \right) a _{n + 1}=anSn= a _{n} S _{n} 즉, Sn1an+1S _{n - 1} a _{n + 1}=anSn= a _{n} S _{n}(n2)( n \geq 2 ) \cdots \cdotsa1a _{1}=S1= S _{1}=2= 2, a2=4a _{2} = 4이므로 S2S _{2}=a1+a2= a _{1} + a _{2}=6= 6 ㉠에서 an+1a _{n + 1}=anSnSn1\displaystyle = \frac{a _{n} S _{n}}{S _{n - 1}} \cdots \cdots ㉡ ㉡에 n=2n = 2, 33, 44를 차례로 대입하면 a3a _{3}=a2S2S1\displaystyle = \frac{a _{2} S _{2}}{S _{1}}=4×62\displaystyle = \frac{4 \times 6}{2}=12= 12에서 S3S _{3}=S2+a3= S _{2} + a _{3}=6+12= 6 + 12=18= 18 a4a _{4}=a3S3S2\displaystyle = \frac{a _{3} S _{3}}{S _{2}}=12×186\displaystyle = \frac{12 \times 18}{6}=36= 36에서 S4S _{4}=S3+a4= S _{3} + a _{4}=18+36= 18 + 36=54= 54 a5a _{5}=a4S4S3\displaystyle = \frac{a _{4} S _{4}}{S _{3}}=36×5418\displaystyle = \frac{36 \times 54}{18}=108= 108 따라서 S5S _{5}=S4+a5= S _{4} + a _{5}=162= 162

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