






수열의 합과 일반항: Sn−Sn−1로 복원하기
월성주공2단지 인근 학습 공간에서 다음 풀이 기록을 검토한다고 하자.
오류가 시작된 한 줄
문제에서 첫째 항부터 제n항까지의 합이
Sn = n2 + 3n
일 때 일반항 an을 구하라고 했다.
Sn은 n번째 항이므로
an = n2 + 3n
이 풀이의 최초 오류는 Sn 자체를 an으로 읽은 것이다. Sn은 여러 항의 합이고, an은 그중 n번째 항이다.
인접한 두 부분합의 차
n≥2에서의 복원
부분합은
Sn = a1 + a2 + ··· + an
이므로, 바로 앞 부분합을 빼면 마지막 항만 남는다.
an = Sn − Sn−1
= (n2+3n) − ((n−1)2+3(n−1))
= n2+3n − (n2+n−2)
= 2n+2
첫째 항의 조건
차의 공식은 n≥2에서 직접 사용할 수 있다. 첫째 항은 S1에서 구한다.
a1 = S1 = 12+3·1 = 4
한편 2·1+2=4이므로 이 문제에서는 n=1에서도 같은 식이 성립한다.
다른 부분합 식으로 확인하기
이번에는 부분합이
Tn = 2n−1
이라고 하자. 그러면 n≥2에서
an = Tn−Tn−1
= (2n−1)−(2n−1−1)
= 2n−1
또한 a1=T1=1이므로 모든 n≥1에서 an=2n−1이다.
최종 검증
처음 문제의 일반항 an=2n+2를 다시 더하면
∑k=1n(2k+2) = 2·n(n+1)/2 + 2n = n2+3n
처음 주어진 Sn과 일치한다. 따라서 올바른 일반항은 an=2n+2이다.