福田の数学〜京都大学2023年理系第6問〜チェビシェフの多項式と論証(PART2) - 質問解決D.B.(データベース)

福田の数学〜京都大学2023年理系第6問〜チェビシェフの多項式と論証(PART2)

問題文全文(内容文):
$\Large\boxed{6}$ pを3以上の素数とする。また、θを実数とする。
(1)$\cos3\theta$と$\cos4\theta$を$\cos\theta$の式として表せ。
(2)$\cos\theta$=$\frac{1}{p}$のとき、θ=$\frac{m}{n}$・$\pi$となるような正の整数m,nが存在するか否かを理由をつけて判定せよ。

チェビシェフの多項式
$\cos n\theta$=$T_n$($\cos\theta$)を満たすn次の多項式$T_n(x)$が存在し、その係数はすべて整数であり、最高次の係数が$2^{n-1}$である。
これが、すべての自然数nについて成り立つことを数学的帰納法で証明せよ。

2023京都大学理系過去問
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問題文全文(内容文):
$\Large\boxed{6}$ pを3以上の素数とする。また、θを実数とする。
(1)$\cos3\theta$と$\cos4\theta$を$\cos\theta$の式として表せ。
(2)$\cos\theta$=$\frac{1}{p}$のとき、θ=$\frac{m}{n}$・$\pi$となるような正の整数m,nが存在するか否かを理由をつけて判定せよ。

チェビシェフの多項式
$\cos n\theta$=$T_n$($\cos\theta$)を満たすn次の多項式$T_n(x)$が存在し、その係数はすべて整数であり、最高次の係数が$2^{n-1}$である。
これが、すべての自然数nについて成り立つことを数学的帰納法で証明せよ。

2023京都大学理系過去問
投稿日:2023.03.22

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1.次の各問に答えなさい.

①$9a-5a$を計算しなさい.

②$12\div (-2)+1$を計算しなさい.

③$6\sqrt7-\sqrt{28}$を計算しなさい.

④$x=13$のとき,$x^2-8x+15$の値を求めなさい.

⑤2次方程式$5x^2-9x+3=0$を解きなさい.

⑥連立方程式
$\begin{eqnarray}
\left\{
\begin{array}{l}
3x - 2y = 7 \\
x + y = -1
\end{array}
\right.
\end{eqnarray}$を解きなさい.

⑦右の図の曲線は,$y=ax^2$のグラフです.
グラフから,$a$の値を求めなさい.

⑧上の表は,あるクイズ大会に参加した40人全員の結果をまとめたものです.
クイズの問題は,$A,B,C$の3問ありました.
正解のときに与えられた得点は,$A,B$がそれぞれ1点,$C$が3点で,
正解のとき以外は0点でした.3問のうち2問だけが正解だった人数を求めなさい.

⑨右の図1の四角形$ABCD$は,$AD /\!/ BC$の台形であり,
線分$AC$と$DB$の交点を$E$とします.
$AB=AD,\angle BAC=80° \angle ACB = 30°$のとき,
$\angle DEC$の大きさ$x$を求めなさい.

⑩右の図2は,正四角錐の投影図です.
この正四角錐の立面図は,1辺の長さが$6cm$の正三角形です.
この正四角錐の体積を求めなさい.

⑪ある菓子店では,どら焼きを6個入りの箱と8個入りの箱で販売している.
6個入りの箱と8個入りの箱の組み合わせで,
どら焼きをちょうど34個買うには,6個入りの箱と8 個入りの箱は,
それぞれ何箱になるか求めなさい.
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5.次の計算をしなさい。

(1)$\dfrac{1}{3} (x-2y)+\dfrac{1}{4}y$

(2)$\dfrac{2}{3}(x+y)-\dfrac{1}{6} (2x-3y)$

6.次の計算をしなさい。

(1)$\dfrac{x+y}{2}+\dfrac{x-y}{4}$

(2)$\dfrac{2x-y}{4}-\dfrac{x-4y}{5}$

1.かっこがある式の計算

(1)$-4(x+3y)+3(-2x+y)$

(2)$6(2a-3b)+2(a+b-2)$

(3)$3(x-2y-1)-2(x-3y)$

(4)$2(a+b-3)+3(a-2b+2)$

(5)$5(3x+2y-3)-2\left(6x-\dfrac{1}{2}-8\right)$
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次の各問いに答えなさい.

①$6-2\times (-5)$を計算しなさい.

②$\dfrac{1}{3}-\dfrac{7}{9}$を計算しなさい.

③$2(a+3b)-(a-4b)$を計算しなさい.

④$\sqrt8+\dfrac{6}{\sqrt2}$を計算しなさい.

⑤2次方程式$x^2+2x-15=0$を計算しなさい.

⑥赤,白,青の棒が各1本ずつ箱の中に入っている.
この3本の棒をよく混ぜて1本取り出し,色を確認してからもとにもどします.
このことを2回行うとき,確認した色が2回とも赤か,
2回とも白になる確率を求めなさい.

⑦相似な2つの立体$P,Q$があり,その表面積の比は$4:9$です.
立体$P$の体積が$8cm^3$のとき,立体$Q$の体積を求めなさい.

⑧図1のように,関数$y = ax^2$グラフ上に,$x$座標が-1となる点をとります.
また,$x$軸上の,座標が$ (1,0)$となる点を$B$とします.
直線$AB$の切片が2のとき,$a$の値を求めなさい.

⑨図2のように,直線$\ell$,2点$A,B$があります.
直線$\ell$上にあって,2点$A,B$から等しい距離にある点$P$を,
作図によって求めなさい.
なお,作図に用いた線は消さずに残しなさい.

図は動画内参照
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