대수등차수열과 등비수열수능 기출킬러 문제 (22·30번 수준)

절댓값 등비수열의 부호 결정

문제

수열 {an}\left\{ a _{n} \right\}이 다음 조건을 만족시킨다.

(가) a1\left| a _{1} \right|=2= 2 (나) 모든 자연수 nn에 대하여 an+1\left| a _{n + 1} \right|=2an= 2 \left| a _{n} \right|이다. (다) k=110an\displaystyle \sum\limits _{k = 1} ^{10} a _{n}=14= \mathit{-} 14

a1+a3+a5+a7+a9a _{1} + a _{3} + a _{5} + a _{7} + a _{9}의 값을 구하시오. [4점]

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678

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해설

[출제의도] 등비수열의 합을 이용하여 수열의 합을 구할 수 있는가? 조건 (가), (나)에서 수열 {an}\left\{ \left| a _{n} \right| \right\}은 첫째항이 22, 공비가 22인 등바수열이므로 an\left| a _{n} \right|=2n= 2 ^{n} 한편, k=19ak\displaystyle \sum\limits _{k = 1} ^{9} \left| a _{k} \right|=k=192k\displaystyle = \sum\limits _{k = 1} ^{9} 2 ^{k}=2(291)21\displaystyle = \frac{2 \left( 2 ^{9} - 1 \right)}{2 - 1}=2102= 2 ^{10} - 2 a10\left| a _{10} \right|=210= 2 ^{10} 조건 (다)에서 k=110an\displaystyle \sum\limits _{k = 1} ^{10} a _{n}=14= \mathit{-} 14 를 만족하기 위해서는 a1=2a _{1} = \mathit{-} 2, a2=4a _{2} = \mathit{-} 4 k=39ak\displaystyle \sum\limits _{k = 3} ^{9} \left| a _{k} \right|=k=392k\displaystyle = \sum\limits _{k = 3} ^{9} 2 ^{k}=23(271)21\displaystyle = \frac{2 ^{3} \left( 2 ^{7} - 1 \right)}{2 - 1}=2108= 2 ^{10} - 8, a10a _{10}=1024= \mathit{-} 1024 이어야 한다. 따라서 a1+a3+a5+a7+a9a _{1} + a _{3} + a _{5} + a _{7} + a _{9} =(2)+23+25+27+29= \left( \mathit{-} 2 \right) + 2 ^{3} + 2 ^{5} + 2 ^{7} + 2 ^{9} =678= 678

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