대수수학적 귀납법수능 기출발전 문제 (3점 후반~4점 초반)

피보나치 일반항 빈칸

문제

다음은 a1=1,a2=1,an+2=an+an+1(n=1,2,3,)a _{1} = 1 , a _{2} = 1 , a _{n + 2} = a _{n} + a _{n + 1} ( n = 1 , 2 , 3 , \cdots )인 수열 {an}\left\{ a _{n} \right\}의 일반항을 구하는 과정이다.

an+2=an+an+1a _{n + 2} = a _{n} + a _{n + 1}에서 an+2an+1an=0a _{n + 2} - a _{n + 1} - a _{n} = 0…㉠ (an+2αan+1)=β(an+1αan)( a _{n + 2} - \alpha a _{n + 1} ) = \beta ( a _{n + 1} - \alpha a _{n} )이라 하면, an+2(α+β)an+1+αβan=0a _{n + 2} - ( \alpha + \beta ) a _{n + 1} + \alpha \beta a _{n} = 0…㉡ ㉠과 ㉡에서 α+β=1,αβ=1\alpha + \beta = 1 , \alpha \beta = - 1을 얻을 수 있다. α,β\alpha , \beta는 이차방정식 (가) 의 두 근이다. α=1+52,β=152\displaystyle \therefore \alpha = \frac{1 + \sqrt{5}}{2} , \beta = \frac{1 - \sqrt{5}}{2} 또는 α=152,β=1+52\displaystyle \alpha = \frac{1 - \sqrt{5}}{2} , \beta = \frac{1 + \sqrt{5}}{2} (an+2αan+1)=β(an+1αan)( a _{n + 2} - \alpha a _{n + 1} ) = \beta ( a _{n + 1} - \alpha a _{n} )에서 수열 {an+1αan}\left\{ a _{n + 1} - \alpha a _{n} \right\}은 첫째항이 a2αa1,a _{2} - \alpha a _{1} ,공비가 β\beta인 등비수열이다. an+1αan=(a2αa1)βn1\therefore a _{n + 1} - \alpha a _{n} = ( a _{2} - \alpha a _{1} ) \beta ^{n - 1} (1) α=1+52,β=152\displaystyle \alpha = \frac{1 + \sqrt{5}}{2} , \beta = \frac{1 - \sqrt{5}}{2} an+11+52an=\displaystyle \therefore a _{n + 1} - \frac{1 + \sqrt{5}}{2} a _{n} = (나) …㉢ (2) α=152,β=1+52\displaystyle \alpha = \frac{1 - \sqrt{5}}{2} , \beta = \frac{1 + \sqrt{5}}{2} an+1152an=\displaystyle \therefore a _{n + 1} - \frac{1 - \sqrt{5}}{2} a _{n} = (다) …㉣ ㉣ - ㉢을 하면, an=55{\displaystyle \therefore a _{n} = \frac{\sqrt{5}}{5} \left\{ \right.(다) - (나) }\left. \right\}이 된다.

위의 풀이 과정에서 (가), (나), (다)에 알맞은 것은? [3점]

(가)(나)(다)
x2x1=0x ^{2} - x - 1 = 0(152)n\displaystyle \left( \frac{1 - \sqrt{5}}{2} \right) ^{n} (1+52)n\displaystyle \left( \frac{1 + \sqrt{5}}{2} \right) ^{n}
x2+x1=0x ^{2} + x - 1 = 0(152)n\displaystyle \left( \frac{1 - \sqrt{5}}{2} \right) ^{n} (1+52)n1\displaystyle \left( \frac{1 + \sqrt{5}}{2} \right) ^{n - 1}
x2x1=0x ^{2} - x - 1 = 0(1+52)n\displaystyle \left( \frac{1 + \sqrt{5}}{2} \right) ^{n} (152)n\displaystyle \left( \frac{1 - \sqrt{5}}{2} \right) ^{n}
x2+x1=0x ^{2} + x - 1 = 0(1+52)n\displaystyle \left( \frac{1 + \sqrt{5}}{2} \right) ^{n} (152)n1\displaystyle \left( \frac{1 - \sqrt{5}}{2} \right) ^{n - 1}
x2x1=0x ^{2} - x - 1 = 0(1+52)n\displaystyle \left( \frac{1 + \sqrt{5}}{2} \right) ^{n} (1+52)n\displaystyle \left( \frac{1 + \sqrt{5}}{2} \right) ^{n}
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해설

(가) : x2x1=0x ^{2} - x - 1 = 0 (나) : (152)n\displaystyle ( \frac{1 - \sqrt{5}}{2} ) ^{n} (다) : (1+52)n\displaystyle ( \frac{1 + \sqrt{5}}{2} ) ^{n}

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