【数A】整数の性質:東京大学(理系)2003年 第4問 - 質問解決D.B.(データベース)

【数A】整数の性質:東京大学(理系)2003年 第4問

問題文全文(内容文):
2次方程式x²-4x+1=0の2つの実数解のうち大きいものをα,小さいものをβとす る。n=1,2,3,...に対し、s[n]=α^n+β^nとおく。
(1)s[1],s[2],s[3]を求めよ。ま た、n≧3に対し、s[n]をs[n-1]とs[n-2]で表そう。
(2)β³以下の最大の整数を求め よ。
(3)α²⁰⁰³以下の最大の整数の1の位の数を求めよ。
チャプター:

0:00 オープニング
0:05 問題文
0:20 問題解説(1):数学的帰納法の類題
1:52 問題解説(1)別解:α^n倍、β^n倍
3:10 問題解説(2):βの範囲がわかれば
4:06 問題解説(3):規則性に注目
5:40 名言

単元: #数A#大学入試過去問(数学)#整数の性質#約数・倍数・整数の割り算と余り・合同式#学校別大学入試過去問解説(数学)#東京大学#数学(高校生)
指導講師: 理数個別チャンネル
問題文全文(内容文):
2次方程式x²-4x+1=0の2つの実数解のうち大きいものをα,小さいものをβとす る。n=1,2,3,...に対し、s[n]=α^n+β^nとおく。
(1)s[1],s[2],s[3]を求めよ。ま た、n≧3に対し、s[n]をs[n-1]とs[n-2]で表そう。
(2)β³以下の最大の整数を求め よ。
(3)α²⁰⁰³以下の最大の整数の1の位の数を求めよ。
投稿日:2021.06.24

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指導講師: 福田次郎
問題文全文(内容文):
\begin{eqnarray}
{\large第4問}\\
円周上に15個の点P_0,P_1,\ldots,P_{14}が反時計回りに順に並んでいる。最初、\\
点P_0に石がある。さいころを投げて偶数の目が出たら石を反時計回りに5個先\\
の点に移動させ、奇数の目が出たら石を時計回りに3個先の点に移動させる。\\
この操作を繰り返す。例えば、石が点P_5にあるとき、さいころを投げて6の目が\\
出たら石を点P_{10}に移動させる。次に、5の目が出たら点P_{10}にある石を\\
点P_7に移動させる。\\
\\
(1)さいころを5回投げて、偶数の目が\boxed{\ \ ア\ \ }回、奇数の目が\boxed{\ \ イ\ \ }回\\
出れば、点P_0にある石を点P_1に移動させることができる。このとき、\\
x=\boxed{\ \ ア\ \ }, y=\boxed{\ \ イ\ \ }は、不定方程式5x-3y=1の整数解に\\
なっている。\\
\\
(2)不定方程式\\
5x-3y=8 \cdots①\\
の全ての整数解x,yは、kを整数として\\
\\
x=\boxed{\ \ ア\ \ }×8+\boxed{\ \ ウ\ \ }\ k, y=\boxed{\ \ イ\ \ }×8+\boxed{\ \ エ\ \ }\ k\\
\\
と表される。①の整数解x,yの中で、0 \leqq y \lt \boxed{\ \ エ\ \ }を満たすものは\\
\\
x=\boxed{\ \ オ\ \ }, y=\boxed{\ \ カ\ \ }\\
\\
である。したがって、さいころを\boxed{\ \ キ\ \ }回投げて、偶数の目が\boxed{\ \ オ\ \ }回、\\
奇数の目が\boxed{\ \ カ\ \ }回出れば、点P_0にある石を点P_8に移動させることが\\
できる。\\
\\
(3)(2)において、さいころを\boxed{\ \ キ\ \ }回より少ない回数だけ投げて、点P_0\\
にある石を点P_8に移動させることはできないだろうか。\\
\\
(*)石を反時計回りまたは時計回りに15個先の点に移動させると\\
元の点に戻る。\\
\\
(*)に注意すると、偶数の目が\boxed{\ \ ク\ \ }回、奇数の目が\boxed{\ \ ケ\ \ }回出れば、\\
さいころを投げる回数が\boxed{\ \ コ\ \ }回で、点P_0にある石を点P_8に移動させる\\
ことができる。このとき、\boxed{\ \ コ\ \ } \lt \boxed{\ \ キ\ \ } である。\\
\\
(4)点P_1,P_2,\cdots,P_{14}のうちから点を一つ選び、点P_0にある石をさいころを\\
何回か投げてその点に移動させる。そのために必要となる、さいころを\\
投げる最小回数を考える。例えば、さいころを1回投げて点P_0にある石を\\
点P_2へ移動させることはできないが、さいころを2回投げて偶数の目と\\
奇数の目が1回ずつ出れば、点P_0にある石を点P_2へ移動させることができる。\\
したがって、点P_2を選んだ場合には、この最小回数は2回である。\\
点P_1,P_2,\cdots,P_{14}のうち、この最小回数が最も大きいのは点\boxed{\boxed{\ \ サ\ \ }}であり、\\
その最小回数は\boxed{\ \ シ\ \ }回である。\\
\\
\boxed{\boxed{\ \ サ\ \ }}の解答群\\
⓪P_{10} ①P_{11} ②P_{12} ③P_{13} ④P_{14} \\
\end{eqnarray}
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