[2.1] 첫째 날 학생 수는 2명이므로 a1=3이고, 둘째 날 학생 수는 3명이므로 3팀이고 9문제를 풀었다. 따라서 a2=a1+9=12이다.
[2.2] n번째 날 학생 수는 n+1명이므로 두 명씩 팀은 n+1C2=2n(n+1)개가 있고n번째 날에 푼 문제 수=23n(n+1)이다. 따라서an=3+23⋅2⋅3+⋯+23n(n+1)=23k=1∑nk(k+1)=23{6n(n+1)(2n+1)+2n(n+1)}=2n(n+1)(n+2)이다.
[2.3] 임의의 n에 관하여an1=n(n+1)(n+2)2=nA+n+1B+n+2C라 하면 A=1, B=−2, C=1이므로, 부분합을 계산하면Sn=k=1∑nak1=k=1∑nk(k+1)(k+2)2=k=1∑n(k1−k+12+k+21)=(1−22+31)+(21−32+41)+⋯+(n−11−n2+n+11)+(n1−n+12+n+21)=21−n+11+n+21이다. 따라서n=1∑∞an1=n→∞limk=1∑nak1=n→∞lim(21−n+11+n+21)=21이다.
[2.4] 수학적 귀납법으로 증명해보자. 4a1=4⋅21⋅2⋅3=a2이므로 n=1일 때 성립한다.n=k일 때 성립한다고 하면ak+1=k(k+4)5{4a1+5a2+⋯+(k+3)ak}이다. 이때4a1+5a2+⋯+(k+4)ak+1={4a1+5a2+⋯+(k+3)ak}+(k+4)ak+1=5k(k+4)ak+1+(k+4)ak+1=5(k+4)(k+5)ak+1=5(k+4)(k+5)⋅2(k+1)(k+2)(k+3)=5(k+1)(k+5)ak+2이므로ak+2=(k+1)(k+5)5{4a1+5a2+⋯+(k+4)ak+1}이다. 즉, n=k+1일 때도 성립한다. 따라서 수학적 귀납법에 의해 모든 n에 대하여 성립한다.