数列とは?意味と項・初項・一般項をわかりやすく【例題・問題つき】|合格大作戦 数学用語辞典

数列とは?意味と項・初項・一般項をわかりやすく【例題・問題つき】|合格大作戦 数学用語辞典

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数列とは

数を順に1列に並べたものです。並んだ1つ1つの数を項といい、最初の項を初項、nn 番目の項を第 nn 項 ana_n と書きます。

読み方:すうれつ/英語:sequence/習う学年:数学B(数列)

まなぶくん

まなぶくん

「数列」って、数がならんでいれば何でも数列なんですか?

合格先生

合格先生

そうだよ。順番に並んだ数なら、きまりがなくても数列なんだ。大事なのは「何番目に、どの数があるか」だよ。

この用語のポイント

  • 数列は数を順に並べたもの。並ぶ順番が大事
  • nn 番目の項を第 nn 項 ana_n、最初の項を初項 a1a_1 という
  • きまりはとなりどうしの差・比から見つける

やさしく言うと

数列は、数を1列に並べたものです。何番目か(番号)と、そこにある数(値)の2つがセットになっています。身のまわりにも数列はたくさんあります。

  • 電車の乗客:1号車、2号車、3号車…に、それぞれ何人乗っているかを順に書き出すと、数列になります。
  • カレンダーの日付:毎週月曜日の日付は 1, 8, 15, 22, 29 のように、7 ずつふえる数列です。
  • おこづかいの貯金:はじめに 100 円あり、毎週 50 円ずつためると、100, 150, 200, 250, … という数列になります。

並んでいる1つ1つの数を項といい、最初の項を初項、nn 番目の項を第 nn 項といいます。第 nn 項は ana_n と書きます。

上:番号(何番目か)下:項の名前 11番目a142番目a273番目a3104番目a4135番目a5… a1 = 1 を初項、an を第 n 項という a3 は「3番目の値」なので 7(3ではない)
番号(何番目)と値(その数)を区別する

まとめると、数列は「番号のついた数の並び」です。きまりがあってもなくても、順に並んでいれば数列です。

数列の例

○ 数列

  • 1, 3, 5, 7, …(奇数を小さい順)
  • 2, 4, 8, 16, …(2倍ずつ)
  • 1, 1, 2, 3, 5, 8, …(前の2つをたす。フィボナッチ数列)
  • 1, 4, 9, 16, 25(平方数を順に)
  • 7, 7, 7, 7, …(同じ数が続いても数列)
  • 3, 1, 4, 1, 5, 9(円周率の数字。きまりがなくても数列)

× 数列とまちがえやすいもの

  • {1, 2, 3}\{1,\ 2,\ 3\} という集合(並び順を考えない)
  • 1+3+5+7=161+3+5+7=16(数列の和。これは1つの数)
  • 「ana_n」だけ(数列の中の1つの項を表す記号)
  • 1, 2, 3 と 3, 2, 1 を「同じ数列」とすること(順番がちがえば別の数列)
  • 関数 y=3x−2y=3x-2 のグラフ全体(xx が 1.5 などもとる)

数列は並ぶ順番が大事です。1, 2, 3 と 3, 2, 1 は別の数列です。

ひらめいたまなぶくん

まなぶくん

番号を入れると数が出てくる。数列って、自動販売機みたいだね!

数列で使うことば

ことば意味1, 4, 7, 10, 13 の場合
項並んでいる1つ1つの数1 や 4 や 7
初項最初の項 a1a_1a1=1a_1=1
第 nn 項・一般項nn 番目の項 ana_n を nn の式で表したものan=3n−2a_n=3n-2
末項終わりのある数列の最後の項13
項数項の個数5
有限数列・無限数列終わりがある・どこまでも続く有限数列

一般項 an=3n−2a_n=3n-2 がわかると、n=100n=100 を入れて a100=298a_{100}=298 のように、何番目の数でもすぐ求められます。

図で見る

数列は「番号の関数」

番号 nn を決めると値 ana_n が1つ決まるので、数列は自然数 nn の関数と見ることができます。ただし番号は1, 2, 3, …だけなので、グラフにするととびとびの点になります。

nanO 112437410513616 an = 3n − 2 点はとびとび(線でつながない)
数列 an=3n−2a_n=3n-2 のグラフは、直線の上のとびとびの点

となりどうしをくらべて、きまりを見つける

数列のきまりを見つけるときは、まずとなりどうしの差を見ます。差がいつも同じなら等差数列、比(何倍か)がいつも同じなら等比数列です。差が変わるときは、その差を並べた階差数列を調べます。

差が同じ → 等差数列2581114+3+3+3+3 比が同じ → 等比数列36122448×2×2×2×2 差が変わる → 階差数列を見る1491625+3+5+7+9
差・比・差の差をくらべると、数列の種類がわかる
ハルちゃん

ハルちゃん

1, 4, 9, 16 は差がバラバラだから、きまりがないの?

合格先生

合格先生

差を並べると 3, 5, 7, 9 で、差の数列が 2 ずつふえているよね。これも立派なきまりなんだ。もちろん「nn を2回かけた数(an=n2a_n=n^2)」と見てもいいよ。

代表的な数列

  • 等差数列:同じ数ずつ増える(例 1, 4, 7, 10)。ふえる数を公差といいます。
  • 等比数列:同じ数ずつかける(例 2, 4, 8, 16)。かける数を公比といいます。
  • 階差数列:となりどうしの差を並べた数列(1, 4, 9, 16 の階差は 3, 5, 7)
  • 漸化式で決まる数列:前の項から次の項を作るきまりで決まる(例 フィボナッチ数列 an+2=an+1+ana_{n+2}=a_{n+1}+a_n)

数列の項をたし合わせるときは、和の記号 Σ\Sigma(シグマ)を使います。

中学受験の「規則性」も数列

中学受験の算数でよく出る「規則性」の問題は、高校で習う数列と同じ考え方です。たとえばマッチ棒で正方形を横に並べると、使う本数は 4, 7, 10, … と 3 本ずつふえます。

マッチ棒で正方形を横に並べる 1個:4本 2個:7本 3個:10本 … 本数の数列:4, 7, 10, 13, …(3 ずつふえる) 赤い 1 本 + 正方形 1 個ごとに 3 本(コの字) n 個のとき an = 3n + 1 本 10 個なら 3×10+1 = 31 本
正方形 n 個で 3n+1 本

「最初の1本 + 1個ごとに3本」と、ふえ方のしくみを図から読み取ると、何個のときでもすぐ計算できます。これは、一般項を求めていることと同じです。

テスト・入試ではこう出る

数列は高校の数学Bで習います。中学受験の算数では「規則性」「数表」「n 番目の図形」の問題として、中学でも「n 番目の数を文字式で表す」問題として出てきます。大学入試では、等差数列・等比数列・階差数列・漸化式・Σの計算が中心です。

例題1(一般項)

数列 5, 8, 11, 14, … の一般項 ana_n と、第20項を求めなさい。

  1. となりどうしの差は 8−5=38-5=3、11−8=311-8=3 で、いつも 3(等差数列)。
  2. 第 nn 項は、初項 5 に 3 を (n−1)(n-1) 回たした数:an=5+3(n−1)=3n+2a_n=5+3(n-1)=3n+2。
  3. n=20n=20 を入れて a20=3×20+2=62a_{20}=3\times20+2=62。

答え 一般項 an=3n+2a_n=3n+2、第20項 62

例題2(規則性)

マッチ棒で正方形を横に1列に並べます(上の図)。マッチ棒を 61 本使ったとき、正方形は何個できますか。

  1. 正方形 1 個、2 個、3 個 のときの本数は 4, 7, 10。3 本ずつふえる。
  2. 最初の 1 本に、正方形 1 個ごとに 3 本たすと考えて、nn 個では 3n+13n+1 本。
  3. 本数が 61 本なら 3n+1=613n+1=61、3n=603n=60、n=20n=20。

答え 20 個

まちがえやすい点

腕でバツを作る合格先生

合格先生

a3a_3 は「3番目の値」! 番号の3とまちがえないで。

  • 番号と値をまぜる:a3a_3 は「3番目の値」です。1, 4, 7, … なら a3=7a_3=7 で、3ではありません。
  • 初項を a0a_0 と書く:高校の数列は、ふつう a1a_1 から始めます。問題によっては a0a_0 から始めることもあるので、問題文を確かめます。
  • たす回数を1回多くする:初項 5、公差 3 の第20項を 5+3×20=655+3\times20=65 とするのは×。初項から第20項までに差は 19 回なので、5+3×19=625+3\times19=62 です。
  • きまりは1つに決まると思う:1, 2, 4 の次は、2倍ずつなら 8、差が1, 2, 3 と増えるなら 7 です。最初の数個だけでは、きまりは決まりません。問題文のきまりの説明を必ず読みます。

ことばの意味

「数列」は「数の列」という、そのままの意味の名前です。英語では sequence といい、「順番に続くもの・並び」という意味があります。ana_n の小さな nn は添字(そえじ)とよばれ、何番目かを表す番号です。

ミニ問題

問題1 一般項が an=n2−1a_n=n^2-1 の数列について、初項から第4項までを書きましょう。

答えと解き方を見る

0, 3, 8, 15 です。n=1,2,3,4n=1,2,3,4 を順に入れて、a1=1−1=0a_1=1-1=0、a2=4−1=3a_2=4-1=3、a3=9−1=8a_3=9-1=8、a4=16−1=15a_4=16-1=15。初項が 0 になることもあります。

問題2 数列 2, 6, 18, 54, … の第6項を求めましょう。

答えと解き方を見る

486 です。となりどうしの比がいつも 3 なので、公比 3 の等比数列です。54 の次は 54×3=16254\times3=162(第5項)、その次が 162×3=486162\times3=486(第6項)。一般項は an=2×3n−1a_n=2\times3^{n-1} で、2×35=4862\times3^5=486 と確かめられます。

問題3 数列 1, 2, 4, 7, 11, … の第10項を求めましょう。

答えと解き方を見る

46 です。

  1. となりどうしの差は 1, 2, 3, 4, … と 1 ずつふえる(階差数列)。
  2. 第10項は、初項 1 に差を9回たしたもの:1+(1+2+⋯+9)1+(1+2+\cdots+9)。
  3. 1+2+⋯+9=451+2+\cdots+9=45 なので、1+45=461+45=46。

「差が同じ」ではないので、等差数列の公式は使えません。

関連する公式・用語

公式辞典で、くわしい証明と例題を見る

あわせて覚えたい用語

よくある質問

数列とは何ですか?

数を順に1列に並べたものです。並んだ1つ1つの数を項といい、最初の項を初項といいます。

aₙ は何を表しますか?

数列の n 番目の項(第n項)を表します。a₁ が初項、a₂ が2番目の項です。

一般項とは何ですか?

第n項 aₙ を n の式で表したものです。たとえば 1, 4, 7, 10, … の一般項は aₙ=3n−2 です。

数列のきまりの見つけ方は?

まずとなりどうしの差を調べ、同じなら等差数列です。何倍かが同じなら等比数列です。差が変わるときは、差を並べた階差数列を調べます。

数列と集合はどうちがいますか?

数列は並ぶ順番を考えます。集合は順番を考えず、同じものを重ねて数えません。

数列は何年生で習いますか?

高校の数学Bで習います。考え方は、中学受験の算数の規則性の問題や、中学の文字式の問題でも使います。

出典・参考

  • 文部科学省「高等学校学習指導要領(平成30年告示)解説 数学編」数学B(数列)

最終更新:2026年10月13日/作成:大学受験合格大作戦