福田の数学〜京都大学2024年理系第4問〜その項が偶数であるかないかで定義が変わる漸化式 - 質問解決D.B.(データベース)

福田の数学〜京都大学2024年理系第4問〜その項が偶数であるかないかで定義が変わる漸化式

問題文全文(内容文):
$\Large\boxed{4}$ 与えられた自然数$a_0$に対して、自然数からなる数列$a_0$,$a_1$,$a_2$, ... を次のように定める。
$a_{n+1}$=$\left\{\begin{array}{1}
\displaystyle\frac{a_n}{2}   (a_nが偶数のとき)\\
\displaystyle\frac{3a_n+1}{2} (a_nが奇数のとき)\\
\end{array}\right.$
次の問いに答えよ。
(1)$a_0$,$a_1$,$a_2$,$a_3$がすべて奇数であるような最小の自然数$a_0$を求めよ。
(2)$a_0$,$a_1$,...,$a_{10}$がすべて奇数であるような最小の自然数$a_0$を求めよ。
単元: #大学入試過去問(数学)#学校別大学入試過去問解説(数学)#京都大学#数学(高校生)
指導講師: 福田次郎
問題文全文(内容文):
$\Large\boxed{4}$ 与えられた自然数$a_0$に対して、自然数からなる数列$a_0$,$a_1$,$a_2$, ... を次のように定める。
$a_{n+1}$=$\left\{\begin{array}{1}
\displaystyle\frac{a_n}{2}   (a_nが偶数のとき)\\
\displaystyle\frac{3a_n+1}{2} (a_nが奇数のとき)\\
\end{array}\right.$
次の問いに答えよ。
(1)$a_0$,$a_1$,$a_2$,$a_3$がすべて奇数であるような最小の自然数$a_0$を求めよ。
(2)$a_0$,$a_1$,...,$a_{10}$がすべて奇数であるような最小の自然数$a_0$を求めよ。
投稿日:2024.03.09

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指導講師: 福田次郎
問題文全文(内容文):

$\boxed{1}$

(1)$k$を自然数とする。次の数

$-1^2+2^2-3^2+4^2-5^2+6^2- \cdots -(2k-1)^2+(2k)^2$

を$k$を用いて表せ。

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指導講師: 福田次郎
問題文全文(内容文):
点 O を原点とする座標空間に 3 点 A(-1,0,-2), B(-2,-2, -3 ), C(1, 2,- 2 )がある。
(a)ベクトル$\overrightarrow{ AB }と\overrightarrow{ AC }の内積は\overrightarrow{ AB }・\overrightarrow{ AC }=\fbox{ アイ }$であり、$\angle ABCの外接円の半径は\sqrt{\fbox{ウエ}}$である。$\angle ABC$の外接円の中心を点 P とすると、
$\overrightarrow{ AP }=\fbox{オ}\overrightarrow{ AB }+\frac{\fbox{カ}}{\fbox{キ}}\overrightarrow{ AC }$
が成り立つ。
(b)$\angle ABC$の重心を点 G とすると、$\overrightarrow{ OG }=\frac{\fbox{ク}}{\fbox{ケ}}(\overrightarrow{ OA }
+\overrightarrow{ OB }+\overrightarrow{ OC })$であり、線分OBを 2 : 1 に内分する点を Q とすると、$\overrightarrow{ AQ }=(\frac{\fbox{コサ}}{\fbox{シ}},\frac{\fbox{スセ}}{\fbox{ソ}},\fbox{タ})$となる。
(c)線分 OC を 2 : I に内分する点を R とし、 3 点 A, Q, R を通る平面を$\alpha$と直線OG との交点を S とする。点 S は平面にあることから、
$\overrightarrow{ OS }=t\overrightarrow{ OA }+u\overrightarrow{ OB }+v\overrightarrow{ OC }$
(ただし、$t,u,vはt+\frac{\fbox{チ}}{\fbox{ツ}}u+\frac{\fbox{テ}}{\fbox{ト}}v=1$を満たす実数)
と書けるので、$\overrightarrow{ OS }=\frac{\fbox{ナ}}{\fbox{ニ}}\overrightarrow{ OG }$となることがわかる。
平面$\alpha$上において、点Sは三角形AQRの$\fbox{ヌ}$に存在し、四面体 O-AQR の体積は四面体のO-ABCの体積の$frac{\fbox{ネ}}{\fbox{ノ}}$倍である。

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指導講師: 福田次郎
問題文全文(内容文):
${\Large\boxed{1}}$ $w$を$0$でない複素数、$x,y$を$w+\displaystyle \frac{1}{w}=x+yi$を満たす実数とする。
(1)実数$R$は$R \gt 1$を満たす定数とする。$w$が絶対値$R$の複素数
全体を動くとき、$xy$平面上の点$(x,\ y)$の軌跡を求めよ。

(2)実数$\alpha$は$0 \lt \alpha \lt \displaystyle \frac{\pi}{2}$を満たす定数とする。$w$が偏角$\alpha$の複素数
全体を動くとき、$xy$平面上の点$(x,\ y)$の軌跡を求めよ。

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問題文全文(内容文):
$\displaystyle \int_{0}^{\frac{\pi}{2}}\displaystyle \frac{\sin\ x-\cos\ x}{1+\cos\ x}\ dx$

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指導講師: 福田次郎
問題文全文(内容文):
$\Large\boxed{1}$ 関数$f(x)$を
$f(x)$=$\left\{\begin{array} \\
\frac{1}{2}x+\frac{1}{2} (x≦ 1)\\
2x-1 (x \gt 1)\\
\end{array}\right.$
で定める。aを実数とし、数列$\left\{a_n\right\}$を
$a_1$=a, $a_{n+1}$=$f(a_n)$ (n=1,2,3,...)
で定める。以下の問いに答えよ。
(1)すべての実数xについて$f(x)$≧x が成り立つことを示せ。
(2)a≦1のとき、すべての正の整数nについて$a_n$≦1が成り立つことを示せ。
(3)数列$\left\{a_n\right\}$の一般項をnとaを用いて表せ。

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