332数学 B 練習 2の累乗を分母とする既約分数を,次のように並べた数列 ③ 30 1 2' 4' 1 3 1 3 5 7 1 3 5 4 8' 8' 8 8' 16' 16'16' について, 第1項から第100項までの和を求めよ。 15 1 16 '32' [類岩手大 ] 分母が等しいものを群として,次のように区切って考える。 2 3 135 71 3 5 4 8 8 8'816'16'16' 15 1632' 第k群には 2-1 個の項があるから,第1群から第n群までの 項の総数は 1+2+22+......+2″-1= 2"-1 2-1 =2"-1 第100項が第n群の項であるとすると 2"-1-1<100≦2"-1 ① 2-1-1は単調に増加し, 261=63,2′-1=127 であるから, ①を満たす自然数nは n=7 第6群の末項が第63項となるから 100-63=37 したがって, 第100項は第7群の第37項である。 ここで,第n群の項の和は 2n {1+3++ (2-1)}= 土(2-1)}=1218/1/2327-11+(2"-1)} =2n-2 更に、各群の番目の項の分子は2k-1である。 よって, 求める和は 6 Σ 2k-2+ k=1 == 2017 {1+3+......+ (2・37-1)} 1 26-1 1 22-1 = ..63+ 1 2 + ・・372 128 1369 5401 128 128 ←初項1, 公比2,項数n の等比数列の和。 ←2-1=63 ← は第群の分子の 和で,初項 1, 末項 2"- 項数 2"-1 の等差数列の ←1+(k-1)・2=2k-1 ←Σ2-2.2- ・2k-1 k=1 R=12 ←1+3+5+.. +(2n-1)=n²