Question Number 115133 by ZiYangLee last updated on 23/Sep/20
$$\mathrm{Given}\:\mathrm{that}\:\mathrm{the}\:\mathrm{sequence}\:\left\{{a}_{{n}} \right\}\:\mathrm{is}\:\mathrm{defined} \\ $$$$\mathrm{as}\:{a}_{\mathrm{1}} =\mathrm{2},\:\mathrm{and}\:{a}_{{n}+\mathrm{1}} ={a}_{{n}} +\left(\mathrm{2}{n}−\mathrm{1}\right)\:\mathrm{for}\:\mathrm{all}\:{n}\geqslant\mathrm{1}. \\ $$$$\mathrm{Find}\:\mathrm{the}\:\mathrm{last}\:\mathrm{two}\:\mathrm{digits}\:\mathrm{of}\:{a}_{\mathrm{100}} . \\ $$
Answered by Olaf last updated on 23/Sep/20
$$\mathrm{Let}\:\mathrm{S}_{{n}} \:=\:\underset{{k}=\mathrm{1}} {\overset{{n}} {\sum}}{a}_{{k}} \\ $$$$\mathrm{S}_{{n}+\mathrm{1}} −\mathrm{S}_{{n}} \:=\:\underset{{k}=\mathrm{1}} {\overset{{n}+\mathrm{1}} {\sum}}{a}_{{k}} −\underset{{k}=\mathrm{1}} {\overset{{n}} {\sum}}{a}_{{k}} \\ $$$$\mathrm{S}_{{n}+\mathrm{1}} −\mathrm{S}_{{n}} \:=\:{a}_{\mathrm{1}} +\underset{{k}=\mathrm{1}} {\overset{{n}} {\sum}}{a}_{{k}+\mathrm{1}} −\underset{{k}=\mathrm{1}} {\overset{{n}} {\sum}}{a}_{{k}} \\ $$$$\mathrm{S}_{{n}+\mathrm{1}} −\mathrm{S}_{{n}} \:=\:{a}_{\mathrm{1}} +\underset{{k}=\mathrm{1}} {\overset{{n}} {\sum}}\left({a}_{{k}+\mathrm{1}} −{a}_{{k}} \right) \\ $$$$\mathrm{S}_{{n}+\mathrm{1}} −\mathrm{S}_{{n}} \:=\:\mathrm{2}+\underset{{k}=\mathrm{1}} {\overset{{n}} {\sum}}\left(\mathrm{2}{k}−\mathrm{1}\right) \\ $$$$\mathrm{S}_{{n}+\mathrm{1}} −\mathrm{S}_{{n}} \:=\:\mathrm{2}+\left(\mathrm{2}\underset{{k}=\mathrm{1}} {\overset{{n}} {\sum}}{k}\right)−{n} \\ $$$$\mathrm{S}_{{n}+\mathrm{1}} −\mathrm{S}_{{n}} \:=\:\mathrm{2}+\mathrm{2}\frac{{n}\left({n}+\mathrm{1}\right)}{\mathrm{2}}−{n} \\ $$$$\mathrm{S}_{{n}+\mathrm{1}} −\mathrm{S}_{{n}} \:=\:{n}^{\mathrm{2}} +\mathrm{2} \\ $$$$\mathrm{But}\:\mathrm{S}_{{n}+\mathrm{1}} −\mathrm{S}_{{n}} \:=\:{a}_{{n}+\mathrm{1}} \\ $$$$\Rightarrow\:{a}_{{n}+\mathrm{1}} \:=\:{n}^{\mathrm{2}} +\mathrm{2} \\ $$$${a}_{\mathrm{100}} \:=\:\mathrm{99}^{\mathrm{2}} +\mathrm{2} \\ $$$${a}_{\mathrm{100}} \:=\:\mathrm{10000}−\mathrm{200}+\mathrm{1}+\mathrm{2}\:=\:\mathrm{9803} \\ $$$$\mathrm{Two}\:\mathrm{last}\:\mathrm{digits}\:\mathrm{are}\:\mathrm{03} \\ $$$$ \\ $$$$ \\ $$
Answered by Dwaipayan Shikari last updated on 23/Sep/20
$$\mathrm{a}_{\mathrm{n}+\mathrm{1}} =\mathrm{a}_{\mathrm{n}} +\left(\mathrm{2n}−\mathrm{1}\right) \\ $$$$\mathrm{a}_{\mathrm{2}} =\mathrm{a}_{\mathrm{1}} +\left(\mathrm{2}−\mathrm{1}\right)\Rightarrow\mathrm{a}_{\mathrm{2}} =\mathrm{3} \\ $$$$\mathrm{a}_{\mathrm{3}} =\mathrm{3}+\left(\mathrm{4}−\mathrm{1}\right)=\mathrm{6} \\ $$$$\mathrm{a}_{\mathrm{100}} =\mathrm{a}_{\mathrm{99}} +\left(\mathrm{2}.\mathrm{99}−\mathrm{1}\right) \\ $$$$\mathrm{a}_{\mathrm{100}} =\left(\mathrm{a}_{\mathrm{98}} +\mathrm{2}.\mathrm{98}−\mathrm{1}\right)+\mathrm{2}.\mathrm{99}−\mathrm{1} \\ $$$$\mathrm{a}_{\mathrm{100}} =\mathrm{a}_{\mathrm{1}} +\mathrm{2}\left(\mathrm{1}+\mathrm{2}+….\mathrm{99}\right)−\mathrm{99} \\ $$$$\mathrm{a}_{\mathrm{100}} =\mathrm{2}+\mathrm{99}.\mathrm{100}−\mathrm{99} \\ $$$$\mathrm{a}_{\mathrm{100}} =\mathrm{2}+\mathrm{99}^{\mathrm{2}} =\mathrm{9803} \\ $$
Answered by Bird last updated on 24/Sep/20
$${a}_{{n}+\mathrm{1}} −{a}_{{n}} =\mathrm{2}{n}−\mathrm{1}\:\Rightarrow \\ $$$$\sum_{{k}=\mathrm{1}} ^{{n}−\mathrm{1}} \left({a}_{{k}+\mathrm{1}} −{a}_{{k}} \right)=\sum_{{k}=\mathrm{1}} ^{{n}−\mathrm{1}} \left(\mathrm{2}{k}−\mathrm{1}\right)\:\Rightarrow \\ $$$${a}_{\mathrm{2}} −{a}_{\mathrm{1}} \:+{a}_{\mathrm{3}} −{a}_{\mathrm{2}} \:+…{a}_{{n}} −{a}_{{n}−\mathrm{1}} \\ $$$$=\mathrm{2}\sum_{{k}=\mathrm{1}} ^{{n}−\mathrm{1}} {k}−\left({n}−\mathrm{1}\right) \\ $$$$=\mathrm{2}.\frac{\left({n}−\mathrm{1}\right){n}}{\mathrm{2}}−{n}+\mathrm{1}\:={n}^{\mathrm{2}} −{n}−{n}+\mathrm{1} \\ $$$$={n}^{\mathrm{2}} −\mathrm{2}{n}+\mathrm{1}\:\Rightarrow{a}_{{n}} ={n}^{\mathrm{2}} −\mathrm{2}{n}+\mathrm{1}+\mathrm{2} \\ $$$$={n}^{\mathrm{2}} −\mathrm{2}{n}+\mathrm{3}\:\Rightarrow{a}_{\mathrm{100}} =\mathrm{100}^{\mathrm{2}} −\mathrm{2}.\mathrm{100}\:+\mathrm{3} \\ $$$$=\mathrm{10000}−\mathrm{200}\:+\mathrm{3} \\ $$$$=\mathrm{9803} \\ $$