データの活用 14 数列3 (略解)
正智深谷高校 (R3年) ★★ 法政大高校 (R3年) ★
 100段積み上げたときの丸太の合計は[  ]本である。

【解】
1+2+3+…+100
 =(1+100)+(2+99)+…
  +(50+51)
 =101×50=5050
 n番目で使われるマッチ棒は全部で何本ですか。nを使った式で表しなさい。

【解】
6,10,14,18,と4本ずつ増加
n番目は,1番目から4(n−1)増加で,
 6+4(n−1)=(4n+2)本
群馬県立高校 (R5年) ★ 早大高等学院 (R4年) ★★★
 整数a,bと5が,左から規則的に並んでいる。
 a, 5, b,| a, 5, b,| a, 5, b,| a, … 

(1) 20番目の整数は, a ,b, 5 のうちのどれか。
【解】a, 5, b の繰り返し
20÷3=6余り2  7群の2項目で, 5

(2) 7番目までの和が18, 50番目までの和が121のとき,abの値をそれぞれ求めなさい。
【解】
7番目までの和=2(a+5+b)+a=18
  3a+2b+10=18…ア
50番目までの和=16(a+5+b)+(a+5)=121
  17a+16b+85=121…イ
アイを連立させて解くと, a=4, b=−2
 自然数nに対して,3nを7で割った余りをan
  1段目  a1
  2段目  a2  a3
  3段目  a4  a5  a6
  4段目  a7  a8  a9  a10
(1) 4段目に並ぶa7,a8,a9,a10の値
【解】3段目まで計算してみると,
an a1 a2 a3 a4 a5 a6 a7 a8 a9 a10
余り 3 2 6 4 5 1 3 2 6 4
7項以後は繰り返しで, a7=3,a8=2,a9=6,a10=4

(2) 2022段目に並ぶ数のうち,左端の数
【解】6で割ったときの余りで考える
1〜2022段目の総個数=1+2+…+2022
 =×2021×2022=2021×1011
 =(336×6+5)(168×6+3)=(5余る)×(3余る)
2022段目の左端=(5余る)×(3余る)+1=(16余る)
 =(6で割ると4余る)=4

(3) 和が初めて2022より大きくなるとき,m
【解】1周期の和=3+2+6+4+5+1=21
2022=21×96+6で,mは96周期+3
 m=6×96+3=579

(4) a2022を含む段に並ぶすべての数の和
【解】x段目までの総和=x(x+1)>2022
x=63のとき,x(x+1)=2016で,a2022は64段目
64=6×10+4=10周期の和+4番目で
 a2017a2018+…+a2080
   =21×10+(3+2+6+4)=210+15=225
玉川学園高校 (R4年) ★★★
 黒い石を,図のように並べていく。


(1) n回目の一番下の段の石の個数を求めよ。
【解】最下段は偶数列
n×2=2n

(2) n回目の石の個数を求めよ。
【解】nが偶数のとき,(奇数も同様)
(2+2n)+(4+2n−2)+…
 =n(2n+2)=n(n+1)個, または(n2n)個
(3) 石の個数が156個になるのは何回目か求めよ。
【解】n2n=156より,
(n+13)(n−12)=0で,n12回目

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