대수등차수열과 등비수열AI발전 문제 (3점 후반~4점 초반)

조화수열의 역수의 합

문제

수열 {1an}\displaystyle \left\{ \frac{1}{a _{n}} \right\}이 등차수열이고 a1=12\displaystyle a _{1} = \frac{1}{2}, a3=18\displaystyle a _{3} = \frac{1}{8}일 때, k=1n1ak=100\displaystyle \sum\limits _{k = 1} ^{n} \frac{1}{a _{k}} = 100 을 만족시키는 자연수 nn의 값을 구하시오. [3점]

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8

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해설

1a1=2\displaystyle \frac{1}{a _{1}} = 2, 1a3=8\displaystyle \frac{1}{a _{3}} = 8이므로 수열 {1an}\displaystyle \left\{ \frac{1}{a _{n}} \right\}의 공차를 dd라 하면 8=2+2d8 = 2 + 2 d, d=3d = 3 1an=2+3(n1)=3n1\displaystyle \frac{1}{a _{n}} = 2 + 3 ( n - 1 ) = 3 n - 1이므로 k=1n1ak=n(2+3n1)2=n(3n+1)2\displaystyle \sum\limits _{k = 1} ^{n} \frac{1}{a _{k}} = \frac{n ( 2 + 3 n - 1 )}{2} = \frac{n ( 3 n + 1 )}{2} n(3n+1)2=100\displaystyle \frac{n ( 3 n + 1 )}{2} = 100에서 3n2+n200=03 n ^{2} + n - 200 = 0, (3n+25)(n8)=0( 3 n + 25 ) ( n - 8 ) = 0 nn은 자연수이므로 n=8n = 8 따라서 구하는 nn의 값은 88이다.

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