\(a_{n+1}=pa_n+q_1n+q_0\)型の漸化式

\(p\ne0,1\)とする. 漸化式
  • \(a_1=a\)
  • \(a_{n+1}=pa_n+q_1n+q_0\)
で定まる数列\(\{a_n\}\)の一般項を求める. 結果として,数列\(\{a_n\}\)の一般項は,
$$ a_n =ap^{n-1}+\frac{(q_1n+q_0)(1-p^{n-1})}{1-p} +q_1\left\{ \frac{(n-1)p^{n-1}}{1-p}-\frac{1-p^{n-1}}{(1-p)^2} \right\} $$
と表される.
さらに, \(n\geq2\)なら, $$ \sum_{k=1}^{n-1}kp^{k-1} =\frac{1-p^{n-1}}{(1-p)^2}-\frac{(n-1)p^{n-1}}{1-p} $$ が成り立つことを用いると, \(\{a_n\}\)の一般項は,
$$ a_n=ap^{n-1}+\frac{(q_1n+q_0)(1-p^{n-1})}{1-p} -q_1 \sum_{k=1}^{n-1}kp^{k-1} $$
と表せる (ただし,\(n\geq2\)).

証明には, \(a_{n+1}=pa_n+q\)型の漸化式 (→)が用いられる.
さらなる一般化は, コチラ

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