数学B 第1章 数列の一般項と和 — 等差数列

等差数列の一般項

等差数列の定義

数列とは何かでとりあげた貯金の例のように,初項 に順次,一定の数 (公差(common difference)という)を加えて得られる数列のことを等差数列(arithmetic sequence)という.

具体的に数列を書き表すと

図

となる.

また,等差数列は漸化式を用いて

と表すこともできる.

初項 の条件は必須であることに注意しよう.

試しに,この漸化式 を代入すると,確かに が作られるのがわかる.

等差数列の一般項

この等差数列の第 項つまり一般項

「第 項は初項 個加えたもの」

と考えて

となるのはすぐにわかるだろう.

また,漸化式 から一般項 を求める方法もみておこう.

STEP1

漸化式を と変形し, を代入し,得られる式を縦に並べておく.

STEP2

すべての式の辺々を加え合わせる.

よって, であることに注意して,次式を得る.

を混合してもちいる

さきほどSTEP1で使った文字 は「ある 番目」という意味で用いた.ただし慣例では ではなく を使うので,今後このテキストでもこの慣例に従い,特別 を使用せずに を使うものとする.

しかし,こうするとSTEP1で「 を代入」と表現されることになり「 を代入する?」と誤解を招きやすい.

最初の を代入するための変数であり,後の に含まれる は定数として用いられており,同じ でも別物として取り扱うことに注意しよう.

定義1等差数列の漸化式と一般項 §

初項 ,公差 の等差数列の漸化式は

初項 ,公差 の等差数列の一般項

問題1等差数列の一般項~その1~

次の等差数列 の一般項 を求めよ.また,第10項を求めよ.

解答を見る
  1. 初項が2,公差が3の等差数列であり,第 項(一般項)は初項 に公差 回加えることによって求められるので
  2. 初項が100,公差が-2の等差数列だから
問題2等差数列の一般項~その2~

次の条件を満たす等差数列 の一般項を求めよ.

  1. 初項が ,第4項が
  2. 第3項が ,第10項が
解答を見る
  1. 等差数列は公差が一定であるので,条件からまず公差を求めよう.初項から第4項までは,公差が3回足されるので,公差を とすると
  2. 第3項から第10項までは,公差が7回足されるので,公差を とすると
問題3等差数列の一般項~その3~

第12項が ,第27項が である等差数列がある.このとき, はこの数列の第何項か.

解答を見る

この数列の初項を ,公差を とすると

ここで であるから

これを解いて,

よって一般項

ここで が第 項であるとすると

これを解いて,

したがって, はこの数列の である.

等差数列の和

等差数列の和の求め方

ここでは,等差数列の初項 から第 項までの和 を求めてみよう.

STEP1

等差数列の一般項 に, を代入して足し合わせる式を書く.

STEP2

この式の右辺を,逆に並べて書く.

STEP3

上の2式を縦に足し合わせる.

図

右辺は全て であり,これが 個存在するので

と表すことができる.これが求めたかった等差数列の初項 から第 項までの和 である.

なお, より

と表すこともできる.

以上,等差数列の和についてまとめておこう.

定理2等差数列の和 §

初項 ,公差 の等差数列の,初項から第 項までの和

と表せる.

等差数列の和の公式は

と覚えておくとよい.つまり,等差数列の和は「項数」と「初項」と「末項」という3 つの要素がわかれば求めることができる.

問題4等差数列の和~その1~

次の等差数列 の初項から第 項までの和 を求めよ.また, を求めよ.

解答を見る
  1. 初項が2,公差が3の等差数列だから,この数列の般項
  2. 初項が100,公差が-2の等差数列だから,この数列の一般項
問題5等差数列の和~その2~

1から50までの整数のうち,次のような数の和を求めよ.

  1. 2の倍数
  2. 3の倍数
  3. 2または3の倍数
解答を見る
  1. は,初項2,項数25,末項50の等差数列であるから,求める和
  2. は,初項3,項数16,末項48の等差数列であるから,求める和
  3. 2または3の倍数の和 は, で与えられるので, を求めればよい. は,初項6,項数8,末項48の等差数列であるから,
問題6等差数列の和の最大値

一般項 である数列 について,以下の問に答えよ.

  1. 初めて負になる項は第何項目か.
  2. 初項からの和が最大になるのは,第何項目までの和か.また,その和の最大値を求めよ.
解答を見る
  1. が負になるのは
    1. より,初項から第20項までの項は,すべて正,あるいは0なので, が初項からの和の最大値となる.また, であるから, であり,こちらも最大値である.よって,和が最大になるのは, である.

元記事: http://www.ftext.org/text/section/143(取得日 2026-08-07)

最終更新: 2026-08-07

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