【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x24x+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、sn=αn+βnとおく。
(1)s1,s2,s3を求めよ。ま た、n3に対し、snsn1sn2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

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問題文全文(内容文):
2次方程式x24x+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、sn=αn+βnとおく。
(1)s1,s2,s3を求めよ。ま た、n3に対し、snsn1sn2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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3
数列{an}は、初項a10であり、n=1,2,3,のとき次の漸化式を
満たすものとする。
an+1=n+3n+1{3an+3n+1(n+1)(n+2)} 

(1)a2=     である。

(2)bn=an3n(n+1)(n+2)とおき、数列{bn}の一般項を求めよう。
{bn}の初項b1    である。①の両辺を3n+1(n+2)(n+3)
割ると
bn+1=bn+    (n+    )(n+    )(1    )n+1

を得る。ただし、    <    とする。

したがって

bn+1bn=(    n+        n+    )(1    )n+1
である。

nを2以上の自然数とするとき

k=1n1(    k+        k+    )=1    (n    n+    )

k=1n1(1    )k+1=                (1    )n

が成り立つことを利用すると

bn=n        (n+    )+        (1    )n

が得られる。これはn=1のときも成り立つ。

(3)(2)により、{an}の一般項は
an=    n(n2    )+(n+    )(n+    )    

で与えられる。ただし、    <    とする。
このことから、すべての自然数nについて、
anは整数となることが分かる。

(4)kを自然数とする。a3k,a3k+1,a3k+2で割った余りはそれぞれ
    ,     ,     である。また、{an}の初項から
第2020項までの和を3で割った余りは    である。

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