【解答】
題意の関係式
の両辺にをかけて,
がについての漸化式である.
題意よりの大きさがの偶奇で異なることから場合分けして考える.
以下 とする.
の時
この時は題意よりだから,(式2)は
となる.
の時
この時は題意よりだから,(式2)は
となる.
以上(式3),(式4)からまずが奇数の時のについて
となる. だから(式5)をくり返し用いて,
を得る.(式4)よりが偶数の時のについて
となる.
さて,題意より が任意ので成立するので, であることが必要で,逆にこの時(式6),(式7)は
となって条件を満たす.よって である.
は(式8)を(式1)に代入して
と求まる.