名大理系数学'12年[2]
として、正の整数nに対して、
により実数xの関数
を定める。
(1)
を求めよ。 (2)
とするとき、定積分
を求めよ。ただし、実数a,b,cは定数とする。 (3) 正の整数nに対して、
を求めよ。
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解答 面倒な積分計算を強いられそうなのですが、工夫すれば、それほどでもなくなる、という問題です。
(1) 

・・・@∴
......[答]
(2) 
(∵ A)
......[答]別解.
より、
は奇関数です。 よって、
(3) 問題文の漸化式を用いて最初の方を計算してみます。 ∴ 
は、
で、
,
としたものです。
は、
で、
,
としたものです。
これで、
は1次関数と
との積で表され、1次関数の定数項と1次の係数はnに依存して変化する、つまり、
と予測できます。
のとき、予測が成り立つとして、
となります。(2)より、第1項の積分はゼロです。
∴ 
これより、
,
とすれば、 よって、予測は
のときも成り立ちます。
で両辺を割って、数列
は、初項
,公差
の等差数列で、
∴
Bより、
......[答]
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