대수수학적 귀납법수능 기출발전 문제 (3점 후반~4점 초반)

주기 수열의 합

문제

첫째항이 2\mathrm{2}인 수열 {an}\left\{ a _{n} \right\}이 모든 자연수 nn에 대하여 an+1={2an1(an<8)13an(an8)\displaystyle a _{n + 1} = {\begin{cases} 2 a _{n} - 1 & & \left( a _{n} < 8 \right) \\ \frac{1}{3} a _{n} & & \left( a _{n} \geq 8 \right) \end{cases}} 을 만족시킬 때, k=116ak\displaystyle \sum\limits _{k = 1} ^{16} a _{k}의 값은? [3점] 78\mathrm{78}81\mathrm{81}84\mathrm{84}87\mathrm{87}90\mathrm{90}

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해설

a1=2a _{1} = 2 a2=2×a11=2×21=3a _{2} = 2 \times a _{1} - 1 = 2 \times 2 - 1 = 3 a3=2×a21=2×31=5a _{3} = 2 \times a _{2} - 1 = 2 \times 3 - 1 = 5 a4=2×a31=2×51=9a _{4} = 2 \times a _{3} - 1 = 2 \times 5 - 1 = 9 a5=13×a4=13×9=3=a2\displaystyle a _{5} = \frac{1}{3} \times a _{4} = \frac{1}{3} \times 9 = 3 = a _{2} a6=a3a _{6} = a _{3} a7=a _{7} =a4a _{4} \vdots an+3=an(n2)a _{n + 3} = a _{n} \left( n \geq 2 \right)이므로 k=116ak\displaystyle \sum\limits _{k = 1} ^{16} a _{k}=a1+(a2+a3+a4)++(a14+a15+a16)= a _{1} + \left( a _{2} + a _{3} + a _{4} \right) + \cdots + \left( a _{14} + a _{15} + a _{16} \right) =2+(3+5+9)×5=87= 2 + ( 3 + 5 + 9 ) \times 5 = 87

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