대수수학적 귀납법AI심화 문제 (4점 중반 이후, 킬러 직전)

회원 수의 점화식과 합

문제

어느 동아리에서는 매년 신입 회원이 들어와 회원 수가 전년 말의 22배가 되고, 그 뒤 졸업으로 100100명이 탈퇴한다. nn년째 말의 회원 수를 ana _{n}이라 하면 a1=150a _{1} = 150이다. 11년째부터 55년째까지 매년 말의 회원 수를 모두 더한 값 a1+a2+a3+a4+a5a _{1} + a _{2} + a _{3} + a _{4} + a _{5}는? [4점] 1950195020002000205020502100210021502150

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해설

회원 수는 전년 말의 22배가 된 뒤 100100명이 줄어들므로 an+1=2an100a _{n + 1} = 2 a _{n} - 100 이 식을 변형하면 an+1100=2(an100)a _{n + 1} - 100 = 2 ( a _{n} - 100 ) 수열 {an100}\left\{ a _{n} - 100 \right\}은 첫째항이 a1100=50a _{1} - 100 = 50, 공비가 22인 등비수열이므로 an100=502n1a _{n} - 100 = 50 \cdot 2 ^{n - 1}, 즉 an=502n1+100a _{n} = 50 \cdot 2 ^{n - 1} + 100 k=15ak=50×25121+100×5=1550+500=2050\displaystyle \sum\limits _{k = 1} ^{5} a _{k} = 50 \times \frac{2 ^{5} - 1}{2 - 1} + 100 \times 5 = 1550 + 500 = 2050 따라서 답은 ③

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