階差数列

161103 初版 161103 更新
数列 {an}: 2, 3, 6, 11, 18, 27, 38, ……
第8 項の値は 51 が暗黙の了解です。
規則を見抜くには隣どうしの差を考えているでしょう。
bn = an+1 - an によって, 新しい数列 {bn} を定めて, この数列を{an}の階差数列といいます。
数列 {bn}: 1, 3, 5, 7, 9, 11, ……
これは,初項1, 公差2 の等差数列です。 1を初項とする小さい順に並んだ奇数の列とも言えます。
bn = 2n - 1
つまり,ak+1 - ak = 2k - 1
k = 1, a2 - a1 = 1
k = 2, a3 - a2 = 3
k = 3, a4 - a3 = 5
…… ……………………
k = n-2, an-1 - an-2 = 2n - 5
k = n-1, an - an-1 = 2n - 3
n-1 本の等式の辺々を加えると,
an - a1 = (n - 1)2 (vanishing 法 第2 です)
これは n = 1 のときも成り立つ式です。したがって,
an = n2 - 2n + 3