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群数列 ― 第n群の和

📖 言葉で読む:等差数列の和Σ(和)の公式
群数列 ― 第n群の和4
135791113151719第1群第2群第3群第4群
考えてみよう

奇数を小さい順に 1,3,5,7,… と並べて、「1個 | 2個 | 3個 | …」と区切ったよ(群数列)。第n群には数が n 個ずつ入る。さて、第n群にある数の和は、どんな式になると思う?

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  1. 考えてみよう
  2. 1

    奇数を小さい順に 1,3,5,7,… と並べて、「1個 | 2個 | 3個 | …」と区切ったよ(群数列)。第n群には数が n 個ずつ入る。さて、第n群にある数の和は、どんな式になると思う?

  3. 2

    試しに各群を足してみて。第1群は 1、第2群は 3+5、第3群は 7+9+11…。出てきた数を並べると、何かに気づくかも。第n群の「最初の数」をどう出すかもポイントだよ。

  4. 考え方
  5. 3

    第n群より前には、1+2++(n1)=n(n1)21+2+\dots+(n-1)=\dfrac{n(n-1)}{2} 個の数が並ぶ。その次が第n群の最初。だから「最初の数」は、左から数えて n(n1)2+1\dfrac{n(n-1)}{2}+1 番目の奇数だね。

  6. 4

    k 番目の奇数は 2k12k-1k=n(n1)2+1k=\dfrac{n(n-1)}{2}+1 を入れて整理すると、第n群の最初の数は n2n+1n^2-n+1。実際 n=1,2,3,4 で 1,3,7,13 となり、各群の左はしの数とぴったり合うね。

  7. 5

    第n群は、初項 n2n+1n^2-n+1 の連続する奇数が n 個。末項は n2+n1n^2+n-1。和は(初項+末項)×個数÷2 =(2n2)n2=n3=\dfrac{(2n^2)\cdot n}{2}=n^3。和がきれいに n3n^3 になるんだ。

  8. 解答
  9. 6

    答え: 第n群の最初の数は n2n+1n^2-n+1、第n群の和は n3n^3。実際に足した 1, 8, 27, 64 が、ちょうど 13,23,33,431^3,2^3,3^3,4^3 になっているね。

  10. 7

    見つけるコツ: 群数列は「①n個ずつに区切る → ②前に何個あるかで最初の数の位置を出す → ③等差数列の和」の3手。位置さえつかめば、あとはいつもの和の公式で片づくよ。

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