数列-2-5

数列-2-5(学習院中等科2022/途中の項を出す式は自分で作らなければならない)

数列-2-5

問題

 問題(学習院中等科2022/途中の項を出す式は自分で作らなければならない)

次のような順に分数が並んでいます。

数列-2-5

このとき、次の問いに答えなさい。
(1) 30番目の分数を求めなさい。
(2) 分母が400である分数の分子を求めなさい。
(3) $ \displaystyle \frac{1}{4} $と等しい分数は何番目か求めなさい


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解答

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次のような順に分数が並んでいます。

数列-2-5

このとき、次の問いに答えなさい。
(1) 30番目の分数を求めなさい。
(2) 分母が400である分数の分子を求めなさい。
(3) $ \displaystyle \frac{1}{4} $と等しい分数は何番目か求めなさい

 


 

(1)
分子は15,17,19,21,23,25,・・・
1つ目の数が15、隣り合う数の差が2となっている。
よって、n番目の数は15+2×(n-1)

分母は22,31,40,49,58,67,・・・
1つ目の数が22、隣り合う数の差が9となっている。
よって、n番目の数は22+9×(n-1)

30番目の分数は、$ \displaystyle \frac{15+2×(30-1)}{22+9×(30-1)} $=$ \displaystyle \frac{73}{283} $

(答え) $ \displaystyle \frac{73}{283} $

 

(2)
分母について、22+9×(n-1)が400となるnは、
22+9×(n-1)=400
n=43
よって、43番目の分子は、
15+2×(43-1)=99

(答え) 99

 

(3)
(2)のことより、$ \displaystyle \frac{分子}{分母} $=$ \displaystyle \frac{99}{400} $<$ \displaystyle \frac{①}{④} $となっているので、43番目より少し前に戻してみる。
43番目は$ \displaystyle \frac{99}{400} $、42番目は$ \displaystyle \frac{97}{391} $、41番目は$ \displaystyle \frac{95}{382} $、40番目は$ \displaystyle \frac{93}{373} $、39番目は$ \displaystyle \frac{91}{364} $となるので、39番目(答)が$ \displaystyle \frac{①}{④} $になるとわかる。

(答え) 39番目

 

 別解:数式を使った解き方

$ \displaystyle \frac{15+2×(n-1)}{22+9×(n-1)} $=$ \displaystyle \frac{①}{④} $

15+2×(n-1)=①
22+9×(n-1)=④
分子の式を4倍して比較する。
60+8×(n-1)=④
22+9×(n-1)=④

60+8×(n-1)=22+38+8×(n-1)
22+9×(n-1)=22+1×(n-1)+8×(n-1)
2式を比較して、
1×(n-1)=38
n=39(39番目)

(答え) 39番目

 

 

hajizo
ではまた~