面白い問題おしえて〜な 34問目
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過去ログ置き場(1-16問目) //www3.tokai.or.jp/meta/gokudo-/omoshi-log/ まとめwiki //www6.atwiki.jp/omoshiro2ch/ 過去スレ 01 //cheese.5ch.net/test/read.cgi/math/970737952/ 02 //natto.5ch.net/test/read.cgi/math/1004839697/ 03 //mimizun.com/log/2ch/math/1026218280/ 04 //mimizun.com/log/2ch/math/1044116042/ 05 //mimizun.com/log/2ch/math/1049561373/ 06 //mimizun.com/log/2ch/math/1057551605/ 07 //science2.5ch.net/test/read.cgi/math/1064941085/ 08 //science3.5ch.net/test/read.cgi/math/1074751156/ 09 //science3.5ch.net/test/read.cgi/math/1093676103/ 10 //science4.5ch.net/test/read.cgi/math/1117474512/ 11 //science4.5ch.net/test/read.cgi/math/1134352879/ 12 //science6.5ch.net/test/read.cgi/math/1157580000/ 13 //science6.5ch.net/test/read.cgi/math/1183680000/ 14 //science6.5ch.net/test/read.cgi/math/1209732803/ 15 //science6.5ch.net/test/read.cgi/math/1231110000/ 16 //science6.5ch.net/test/read.cgi/math/1254690000/ 17 //kamome.5ch.net/test/read.cgi/math/1284253640/ 18 //kamome.5ch.net/test/read.cgi/math/1307923546/ 19 //uni.5ch.net/test/read.cgi/math/1320246777/ 20 //wc2014.5ch.net/test/read.cgi/math/1356149858/ 21 //wc2014.5ch.net/test/read.cgi/math/1432255115/ 22 //rio2016.5ch.net/test/read.cgi/math/1464521266/ 23 //rio2016.5ch.net/test/read.cgi/math/1497416499/ 24 //rio2016.5ch.net/test/read.cgi/math/1502016223/ 25 //rio2016.5ch.net/test/read.cgi/math/1502032053/ 26 //rio2016.5ch.net/test/read.cgi/math/1518967270/ 27 //rio2016.5ch.net/test/read.cgi/math/1532793672/ 28 //rio2016.5ch.net/test/read.cgi/math/1540739963/ 29 //rio2016.5ch.net/test/read.cgi/math/1548267995/ 30 //rio2016.5ch.net/test/read.cgi/math/1572866819/ 31 //rio2016.5ch.net/test/read.cgi/math/1580123521/ 32 //rio2016.5ch.net/test/read.cgi/math/1586230333/ 33 //rio2016.5ch.net/test/read.cgi/math/1598637093/ (前スレ) 前>>488 >>490 a(100)=a(99)+33 a(99)=a(96)+99-1 a(96)=a(93)+96-1 a(93)=a(90)+93-1 …… a(9)=a(6)+9-1 辺々足すと、 a(100)=33+3(33+32+……+3)+a(6)+8 =33+3(33+3)31/2+7+8 =33+54×31+15 =48+162+54 =265 あってるかなぁ。 あ、いや、わかった 自然数nに対して集合Snを Sn = { [ 0, n ] ∪ [ n+1, 2n + 1 ] + (2n+1)Z } / (2n+1)!! として S = ∩ Sn とすれば容易にSは測度ゼロ集合 さらにT=Q+Sも測度ゼロ集合 実数xについて非負の整数列f(x,n)∈[0,2n]を x = [x] + Σ f(x,n)/(2n+1)!! と表す事が出来、無理数なら一意に決まる 有理数については無限個ゼロが続くものかありそれをf(x,n)とする この時f(x,n)=nとなるnが有限個→x∈Tに注意する (xi)を実数の無限列とする この時任意の自然数nに対して0≦an≦1である実数anを全ての1≦k≦n1≦m≦nである整数kに対してf(xk+an,m)≠mを満たすように取れる この時lim an=aとすれば任意のnについてxn+a∈Tである >>495 ヒント Sの条件を『任意の二元集合Tについて〜〜〜〜が成り立つ』にゆるめれば、 カントール集合をうまく使えば可能なことがわかる。 『任意の三元集合Tについて〜〜〜〜』も成り立たせるためには Sの構成法にもう一手間必要。さてどうやって…? >>496 計算ミスじゃないかな? 265は少なすぎる >>497 束縛がおかしい 訂正 任意のnに対してan∈[0,1]を任意の1≦m≦k≦nに対して f(xm+an,k)≠k を満たすように取れる 証明は まずf(xm+b1,n)≠n (1≦m≦n)とb1を選ぶ 次にf(xm+b1+b2,n-1)≠n-1 (1≦m≦n-1)とb2をn/(2n+1)!!Zの元から選ぶ この時f(xm+b1+b2,n)=f(xm+b1,n)となっている 次にf(xm+b1+b2+b3,n-2)≠n-2 (1≦m≦n-2)とb2をn(n-1)/(2n+1)!!Zの元から選ぶ この時f(xm+b1+b2+b3,n)=f(xm+b1+b3,n), f(xm+b1+b2+b3,n-1)=f(xm+b1+b2,n-1)となっている ‥ と続ければ良い このままのanでは前の証明に繋がらないので まずanの部分列a1nを[f(x1,a1n)3!!]がすべて定数となるようにとる 次にa1nの部分列a2nを[f(x1,a1n)5!!],[f(x1,a2n)5!!]がすべて定数となるようにとる ‥ と構成して二重数列amnを構成してa=lim[n]annとする >>497 最後あたりだけちょっとよくわからなかった… 例えば x={n/6}_(n=1,2,3,…) とかだと成り立たないのでは? n=6 の時、a6 をどうとっても f(xk+a6,1)=1 になる 1≦k≦6 は存在すると思う (というかmについてる量化子とか不等式とか正しくエスパーできてるか自信無いので、 その辺で誤字訂正あればありがたい) >>500 まだ読み込み中だけど一つ質問 最初に構成したTの定義をSそのままにせずS+Qとしたのは、 証明の中でどこで効いてくるんだろうか 『f(x,n)=nとなるnが有限個→x∈T』の部分がポイントになったりするの? >>503 まぁなくてもよかったかな? 要はカントール集合では“3進数展開”、すなわち 最初は1/3ごとに切り、次は1/9毎に切り、次は1/27毎に切り‥ としてるのを 最初は1/3ごとに切り、次は1/15毎に切り、次は1/105毎に‥ に変えてるだけ 真ん中の区間を抜くのは同じ (1-2/3)+(1-4/5)+‥=1/3+1/5+1/7+‥が発散することから無限乗積 2/3×4/5×6/7×‥ はゼロに収束するので測度ゼロ Q出したけど出さなくてもよかったかな? まぁ仮定できることはとりあえず仮定しただけです ノートにも書かないでスマホでダイレクトに書いてるのであとでよくよく考えたらいらなかったとか消してない >>504 なるほどね 実際数列 {x_n} の値域がR上惆密であれば、>>497 の S が区間(1/3,2/3)を含まないことから Sそのままだと題意を満たさない訳だけど、 それが S+Q でどううまく解消されてるんだろうか…というのが気になってた >>505 ああ、それで入れたんだった カントールそのままだと 「真ん中の数である1が展開の中に一度も現れない」 だけどQを足しとくことによって 「真ん中の数1が高々有限個しか現れない」 と緩和されるのでいけるようになる この方がもう少しわかりやすいかな 各nに対してanは1〜nまでのkとk〜nまでのmに対してxk+anの「m桁目」がmでないように取れる 容易にanのこの条件は部分列についても“遺伝”するのでもとからanは収束列として良い ここで条件 「yのm桁目がmでない」を満たすyの集合は閉集合である(∵ 条件を満たさない集合は実数全体を1/(2n+1)!!刻みで分割したうちの2n+1個毎に真ん中の開区間抜いたものに含まれる、区間の両端が微妙だけどここもオーケーになるように定義してある) また条件から 任意のkとk≦m≦nに対してxk+anの「m桁目」がmでない であるからlim an= aの時 任意のkとk≦mに対してxk+aの「m桁目」がmでない が出る すなわち各kに対しxk+aのm桁目がmであるようなmはk未満のmに限られる よってTの定義からxk+a∈Tである >>507 はは〜〜ようやくわかった!なるほどうまい! 最初からaの各桁をxkの各桁からバシッと決められないかな〜とかちょっと思ったけど、 繰り上がりの問題があるから極限を経由しないと面倒が生じるんだな… 正解といたします。お見事でした >>508 そうなんだよ 上の方から定められない 下の方から決めるしかない しかしそれだとx1〜x3が上手く行くようにa3決めても今度のa4作るときはそれを元手にx4+a4が上手く行くように微調整というわけにいかない もう一回x1+a4〜x4+a4まで「1からやり直し」しないといけない そうするとそれを全体として“繋ぎなおす”作業を余儀なくされる しかしそれができると気づいてたどりつきました ちなみに想定回答はこんな感じ (証明) 各整数 n≧0 に対して集合 T_n を { x∈R : 全ての正の奇数 m について、x の10進法における小数点第 m・2^n 位の桁は0か9 } と定め、T = ∪_(n≧0) T_n と定める。 ただし負の数の小数点第i位は、十分大きい整数を足して正の数にしてから計算する。 この集合 T が条件を満たすことを示す。 実数列 {x_n}_(n≧0) を任意にとる。 実数 t を、任意の整数 n≧0 と奇数 m≧1 に対して t と x_n の小数点第 m・2^n 位の桁が一致するように定める。 すると x_n - t の小数点第 m・2^n 位は、引き算で繰り下がりが無ければ0、 あれば9になるので x_n - t ∈ T_n が導かれる。特に T の元でもある。 (終わり) 例えば x1=0.123456789012345... x2=0.314159265358979... x3=0.555555555555555... x4=0.333000333000333... ... の時 t = 0.113559739315375... となる >>510 自作です。元々これの巡回群バージョンを考えてたけど 実数に適用したら思いの外非自明な結果が出てきたので共有しようかなと しかしこれ問題としてはだいぶとっつきにくかったか…申し訳ない なるほど ひとつのカントール集合じゃ苦しいからいくつかタイプの違うやつ用意すればよかったんだな でそれぞれが見てる“桁”が違うから影響しあわないわけた 素晴らしい >>496 a <- function(n){ b=numeric() b[1]=2 f3 <- function(m){ re=0 q=m%/%3 for(i in 2:q){ b[i]=b[i-1]+ 3*i -1 } return(b[q]) } r=n%%3 if(r==0) ans=f3(n) if(r==1) ans=f3(n-1)+(n-1)/3 if(r==2) ans=f3(n+1)-(n+1)/3 return(ans) } > a(100) [1] 1683 >>488 イナ氏の漸化式から計算した値をグラフ化 https://i.imgur.com/kTCdLl5.png > a(2021) [1] 681077 プログラムにバグがあるかもしれんから、誰かコインを使って数えて検算してみてくれw すでにn=59までの答え出てるサイトでてるんだからそれ見て検算してみりゃいいのに t n = div ( n * ( n + 1 ) ) 2 r n = let ( q, r ) = quotRem n 3 in case r of 0 -> ( t q ) * 2 + ( t $ q - 1 ) 1 -> ( t q ) * 3 2 -> ( t $ q + 1 ) + ( t q ) * 2 main = print $ [ ( r n ) | n <- [ 1.. 59 ] ] ---- [0,1,2,3,5,7,9,12,15,18,22,26,30,35,40,45,51,57,63,70,77,84,92,100,108,117,126,135,145,155,165,176,187,198,210,222,234,247,260,273,287,301,315,330,345,360,376,392,408,425,442,459,477,495,513,532,551,570,590] >>513-514 100段と2021段の場合は正解 グラフも多分合ってそうかな ちなみに自分の想定した答えは、n段のとき nを3で割ると1余るときは (n-1)(n+2)/6 nを3で割ると2余るか割り切れるときは n(n+1)/6 という式 連続した3つの自然数を順番に繋げてできた数の約数に元の自然数が含まれるような数について考える 例) 「123」は「1」と「3」を約数に持つ 「234」は「2」を約数に持つ 「567」は「7」を約数に持つ 「8910」は「9」と「10」を約数に持つ 「101112」は「11」と「12」を約数に持つ 「171819」は「17」を約数に持つ 「748749750」は「750」を約数に持つ このような数は無数にある では、できあがった数を100桁までとするとこのような数はいくつあるか >>517 出来上がった数が100桁になるのは1≦n≦10^33-2の範囲 e(n) = [ log[10](n+2) ] + 2 とおいてn>10の時 nが条件を満たす ⇔ n | (n+1) 10^e(n)+n+2 ⇔ n | (n+1) 10^e(n)+ 2 ⇔ ∃e>2 n | 10^e+2, 10^e+2 とnは一桁違い ⇔ ∃e>2 n = (10^e + 2)/2, (10^e + 2)/3, (10^e + 2)/6 となるから条件を満たす10より大きい整数は10^3+2〜10^33+2各々の約数3つずつが該当し、その個数は31×3=93個 10以下では4個であるから求める個数は97個 それじゃ平行移動に関してもう一つ 奇素数 p を位数に持つ有限体 F_p について、 次の条件を満たす部分集合 T⊂F_p を全て決定せよ 【条件】部分集合 S⊂F_p の元の個数が p/2 より小さいならば ある元 a∈F_p について a+S⊂T が成り立つ >>516 場合分けして線形回帰してみた。 余り0のとき > x=c(1:1000*3) > y=a(x) > round(lm(y~1+x+I(x^2))$coef,5) (Intercept) x I(x^2) 0.00000 0.16667 0.16667 回帰二次曲線は y=(1/6)x^2+(1/6)x 余り1のとき x=1:1000*3+1 > y=a(x) > lm(y~1+x+I(x^2)) Coefficients: (Intercept) x I(x^2) -0.3333 0.1667 0.1667 回帰二次曲線は y=(1/6)x^2+(1/6)x-1/3 余り2のとき > x=1:1000*3+2 > y=a(x) > round(lm(y~1+x+I(x^2))$coef,5) (Intercept) x I(x^2) 0.00000 0.16667 0.16667 回帰二次曲線は y=(1/6)x^2+(1/6)x >>518 10以下だと 123 234 345 456 567 678 8910 101112 (101112/11=9192) の8個あるのでは? >>517 連結前が5桁までなら計算機が出してくれた。 > ans [1] 1 2 3 4 5 6 8 10 13 17 18 23 [13] 28 32 34 48 51 58 65 73 98 100 110 113 [25] 114 116 118 123 136 142 143 148 167 172 182 188 [37] 198 228 230 248 258 272 274 288 296 298 332 334 [49] 343 346 350 373 406 428 433 458 480 498 501 550 [61] 573 578 598 665 688 692 694 723 748 776 818 868 [73] 918 998 1000 1110 1128 1178 1198 1232 1248 1354 1414 1473 [85] 1498 1506 1667 1693 1768 1806 1873 1998 2258 2358 2408 2498 [97] 2710 2823 2830 2948 2998 3332 3334 3388 3538 3748 4423 4518 [109] 4520 4718 4998 5001 5422 5648 5898 5998 6665 6778 7078 7226 [121] 7372 7373 7498 8473 8848 9038 9998 10000 10223 11110 11998 12223 [133] 12268 12498 13038 13086 14286 14998 15646 16298 16358 16667 18748 19558 [145] 19630 19998 20373 20448 24448 24538 24998 26078 26828 27272 29998 30673 [157] 32598 32718 33332 33334 37498 39118 39262 40748 40898 48898 49078 49998 [169] 50001 51123 59998 61123 61348 65198 65438 66665 74998 78238 81498 81798 [181] 81818 97798 98158 99998 >>521 おっとミスった 連続する3数のどれか一個か >>522 6桁も計算できた。最後のほうを書くと > ans [208] 303302 326732 333332 333334 340066 366336 369962 374998 386138 [217] 389960 437228 499998 500001 534390 599998 623762 666665 706292 [226] 749998 762376 863246 900990 909908 980198 999998 1000000 その個数は > length(ans) [1] 233 それだけ分かってればあとは規則性を見つければ解けるはずだ >>524 連結前で7桁 [273] 6999998 7499998 7619046 8181818 8399998 8749998 9523808 9999998 [281] 10000000 手で解く場合は、1つ目の数で割り切れるやつ、2つ目で割り切れるやつ、3つ目で割り切れるやつに場合分けして解くといい >>518 うーん、「1つ目の数を約数に持つ」という条件に限ったとしても142861428714288が数えられてないなあ >>529 おっとそこもか でもそこは対して問題じゃない mod 7なんてcycleしてるから手計算でもできる しかしn+1が約数になるタイプが絶望的に理詰めでは無理やな 計算機使うしかない奴 n+2の方もアカン n=10^e-1、10^e-2は例外型として n+1が約数⇔n | 10^(2×nの桁数)-1 n+2が約数⇔n | 10^(nの桁数)×(10^(nの桁数)+2) だから前者は10^(2e)-1のe桁の約数を数え上げる問題、 後者は10^e×(10^e+2)のe桁の約数を数え上げる問題に帰着される nの奴は10^e+2のe桁の約数だから候補が÷2,÷3,÷6,÷7に絞られたけど残りの2つは理詰めのみは無理やな n+2は理詰めで解けるはず n+1は…まあ、理詰めというには試行錯誤が多すぎるしコンピュータでもいいかな… 10^eの方の約数がそこそこ限られるからなぁ しかしどのみちn+1がダメやのに頑張る気にならん 面倒ならWikipediaでレピュニット数の素因数分解一覧を参考にするのも手 訂正 n+2の一般型は n+2が条件みたす ⇔n+2がe桁、かつn+2|10^e(2×10^e+1) になる 桁数の制限は10^eの方の約数が1〜10^eまで作れてしまうので実質 「2×10^e+1のe桁以下の約数を数え上げろ」 やね n+1の方よりこっちの方が苦しい 例えばn=22くらいの時n+1の方は10^44-1が比較的小さい数に因数分解されてしまうからいいにしてもn+2の方は2×10^22+1の素因数分解をまともにやるしかないな 俺もなんか数え間違ってた感じがしてきたなあ この問題失敗だったか >>526 実は、規則性を探そうとグラフにしてみたけど、さっぱり手がつかなかった。 https://i.imgur.com/0PSKwns.png 前>>496 >>494 2人で力をあわせれば、 テーブルごと180°回転されられるはず。 本からの転載 1+2=3 1+2+3+…+14=15+16+…+20 1+2+3+…+492=493+494+…+696 1+2+3+…+2870=2871+2872+…+4059 こういう感じで1〜nまでの自然数を順番に並べて=1つと+だけで繋ぐ式を探そう >>519 ヒント:まずは F_p 上の等差列のうち連続した [p/2] 項からなる集合を S としてみる >>540 ペル方程式使えば無限個作れる x^2-2y^2=-1の解を使って 1+2+…+x(x+y)=(x(x+y)+1)+…+x(x+2y) x^2-2y^2=1の解でも大丈夫か、その場合は 1+2+…+y(x+2y)=(y(x+2y)+1)+…+2y(x+y) (1+√2)を累乗していきペル方程式x^2-2y^2=±1の解 (x,y)=(1,1),(3,2),(7,5),(17,12),(41,29),(99,70),(239,169)… を得る、これらを使って 1+2=3 1+2+3+…+14=15+16+…+20 1+2+3+…+84=85+86+…+119 1+2+3+…+492=493+494+…+696 1+2+3+…+2870=2871+2872+…+4059 1+2+3+…+9730=9731+9732+…+23660 1+2+3+…+97512=97513+97514+…+137903 … >>543-544 なるほどうまいね 本だと漸化式になってたけどこっちの方が良さそうだ (数学本でなくパズル本なので専門的なことまでは書かれてない) >>544 6番目の式、計算ミスってた 誤) 1+2+3+…+9730=9731+9732+…+23660 正) 1+2+3+…+16730=16731+16732+…+23660 >>545 ペル方程式の解から得られていることを使うと 比が√2に近いこともすぐ説明できます 3÷2=1.5 20÷14=1.42… 119÷84=1.416… 696÷492=1.4146… 4059÷2870=1.41428… 23660÷16730=1.41422… 137903÷97512=1.414215… まあ正三角形の面積を底辺と並行な線で2等分することを考えれば√2に近づくことはわかる >>547 の比もそのまま√2の連分数展開と一致するようだ 数セミ増刊「数学・物理 100の方程式」 日本評論社 (1989) p.16-17 ペル方程式はちょこちょこでてくるよなぁ 有名問題だろうけど 三辺の長さが n-1, n, n+1 の三角形の面積が整数になるような自然数 n をすべて求めよ S=√((3n/2)(n/2)(n/2+1)(n/2+1)=n/4√(3(n^2-4)) が整数となる時だからnは偶数 n=2mとおいて S=m√(3(m^2-1)) S/mは代数的整数でかつ有理数だから整数 S/m=lとおくと l^2=3m^2-3 lは3の倍数だからl=3kとおいて 3k^2=m^2-1 以下略 xy座標平面上における1≦x^2+y^2≦2の範囲を領域S、領域Sをn+1等分するy軸に平行な直線をそれぞれx=a_1,x=a_2,...x=a_n(a_1<a_2...<a_n)とする。lim[n→∞]1/n*Σ[k=1...n]{a_k}^2を求めよ。 -√2≦x≦tの面積をF(t)、その逆関数をG(s)とする 面積をSとして n*Σ[k=1...n]{a_k}^2=nΣ(G(ks/n))^2 故にその極限値は ∫[ 操作ミス 求める極限値は ∫[0≦p≦S](G(p))^2dp/S =∫[-√2,√2] x^2 F'(x) dx /S 疲れた >>517 だいぶ短くなった 夜まだ解答上がってなければ書きます F(t) = 2arccos(-t/√2) + t√(2-tt), -2 ≦ t ≦ -1 = 2arcsin(t/√2) + t√(2-tt) + arccos(t) - t√(1-tt), -1 ≦ t ≦ 1 = 2arcsin(t/√2) + t√(2-tt), 1 ≦ t ≦ 2 >>517 めっちゃ勘違いしてた 勝手に脳内で反転もありにしてた 平行移動だけなら短い 定理 【条件】部分集合 S⊂F_p の元の個数が p/2 より小さいならば ある元 a∈F_p について a+S⊂T が成り立つ を満たすのはTの補集合が2元以下の場合である (∵) 条件はFpに作用するアフィン変換で普遍だからアフィン変換で取り替えて考えて良い 補集合が2元以下ならアフィン変換で0,1以外の全ての元気を含むようにできる その集合が条件を満たすことは容易 補集合が3元以上もつ集合Tは同じくアフィン変換である2≦a≦(p+1)/2をとって0,1,aを含まないものに取り替える事ができる したがって次を示せば十分 (#) Fpの3元部分集合{0,1,a}に対しある(p+1)/2元以上の元を持つ集合Uで任意のxに対し{x,x+1,x+a}を含まないUが存在する これは U={0,1,2,‥,a-2,a-1}∪{2a-1,2a+1,‥,p-2} がその条件を満たす事から示される >>560 Uについて"『任意のxに対し{x,x+1,x+a}を含む』が成り立たない"のはいいけど、 示すべきは"任意のxに対して『{x,x+1,x+a}を含まない』が成り立つ"ことじゃないかな その構成だと、p≧3a+1 の時に x=2a-1 をとれば三元集合がすっぽり含まれてしまう >>561 元のTだと鬱陶しいので補集合で考えてます もう少し丁寧に書けば、示したいのは ある(p-1)/2元以下の集合Sでその任意の平行移動S-xが{0,1,a}の補集合に含まれない でコレを補集合での記述に直せば ある(p+1)/2元以上の集合Uでその任意の平行移動U-xが{0,1,a}を含まない です xを移項すれば(#) >>563 うん そして >>561 の通り、U={0,1,…,a-1}∪{2a-1,…,p-2} は条件を満たさないよね U-(2a-1) は {0,…,p-2a-1} を含むから、a≦p-2a-1 なら {0,1,a}⊂U-(2a-1) が成り立ってしまう え? (#)で含んでいけないのは{0,1,a}ですよ?元の条件の包含関係も補集合の世界だから逆になってる 元の命題は S+x⊂Fp\{0,1,a}となるxが存在しない で補集合で記述した方は {01,a}⊂U+xとなるxが存在しない です 含んでいけないのはあくまで{0,1,a} 例えばa=5,p=17なら {0,1,2,3,4,9,11,13,15} で {0,1,5},{1,2,6}‥{3,4,8},{4,5,9}...{16,1,4} 全て含まない >>565 あーーごめん、後半は公差2になるのね 正解です。色々ぐだってしまって申し訳ない 反転ありの場合もちょっと気になるから後で考えてみるか… >>566 ちなみに反転もありでも結論はそんなに変わりません SがTに含まれるようにする操作がふえるわけなのでTに要求される条件はもちろん弱まります よって>>519 の解より“ほんの少しだけ”解は増えるようです tan20°×tan40°×tan60°×tan80°=3を証明せよ (3x-x^3)/(1-3x^2) = tan60°は三次方程式なので異なる解の個数は高々3個 x=tan20°, tan80°, tan140° は3倍角の公式からこの方程式を満たし、相異なるからこの3つが解 よって解と係数の関係とtan40°=-tan140°により tan20°×tan40°×tan60°×tan80° =tan20°×(-tan140°)×tan80°×tan60° =tan60°×tan60° =3 Π[n=0,∞](1-e^(-(2n+1)π)) = 2^(1/8) e^(-π/24) を証明せよ >>570 コレはダメだ なんかヒントおながいします logとった値が (1/8)log2-π/24 になることを示す感じなのかな うまく解析関数と積分経路を定めてコーシーの積分定理とか使うんだろうか しかしなんか各点の留数が(1-e^(-(2n+1)π))とかになる関数なんて聞いた事無さすぎ >>571 想定される解答が複数あると思うので とりあえずノーヒントで とりあえず η(τ)=e^(πiτ/12)Π(1-e^(2πniτ)) の特殊値 η(i)=Γ(1/4)/(2π^(3/4)) η(i/2)=Γ(1/4)/(2^(7/8)π^(3/4)) を使うとすぐ出る 特殊値はη関数を楕円積分と関係付けるかチョウラセルバーグの公式から証明されるらしいけど何もわからん でもコレアレコレ考えてわかる範囲を遥かに超えてる希ガス コレは考えるというより調べる問題だな まぁそれはそれで楽しいけど とりあえずη関数の特殊値とやらをどうやって出すんだろ 任意の自然数Nに対して、α=π/(2N+1)とすると、 tanα✕tan2α✕tan3α✕…✕tanNα = √(2N+1) となることを証明せよ (tan kα)^2 (k:1〜2N)は方程式 N-C[2N+1,3]x+‥+(-1)^Nx^(N)=0 の解だから以下略 >>568 の一般化か これはwikiにも載ってるくらい有名な話だな たしかオイラーの無限解析にも記述がある と思ったら違うorz B. C. Berndt, Ramanujan's lost notebook, Vol. V., Springer, 1998. ↑これ嫁だって この関数をf(x)とする https://i.imgur.com/GBGD1Db.jpg n Σ f(x)が整数になるときのnの条件を求めよ x=1 >>588 イヤ無限和と勘違いしました 有限個足して整数になるやつね >>571 >>570 の想定される簡単な解答のヒントです。 P1=Π[n=1,∞](1-e^(-(2n-1)π)), P2=Π[n=1,∞](1+e^(-(2n-1)π)), P3=Π[n=1,∞](1+e^(-2nπ)) と置く。 P1*P2*P3 = Π[n=1,∞](1-e^(-(4n-2)π))Π[n=1,∞](1+e^(-2nπ)) = 1 より関係式 log(P1)+log(P2)+log(P3)=0 が成り立つ。あと2つlog(P1),log(P2),log(P3)の関係式が得られれば 方程式を解くことで値が定まる。 残りの関係式は log(P1)=Σ[n=0,∞]log(1-e^(-(2n+1)π)) =-Σ[n=0,∞]Σ[k=1,∞](1/k)e^(-k(2n+1)π) =-(1/2)Σ[k=1,∞](1/k)/sinh(kπ) …… あとは考えてください。 >>590 あざっす しかしη関数使う方が面白いなぁ そっちが本筋な気もするし それが使えるようになって「実はもっと初等的に解ける」の方が筋みたいな気もする プログラム板でも出題したけどコッチでも お題:ニセコインを見つけよ 半年毎に数学板で出てくるお題 n枚のコイン(n≧3)の中から重さの違うニセコインを見つけには何回天秤つかえばよいか なおどのコインも最低一回は天秤に乗せてニセコインが重いか軽いかも判定するものとする 答えは e = ceiling( logBase 3 ( 2*n+2 ) ) さてさてこの回数で可能はそんなに難しくない 実際e行n列の1,0,-1からなる配列で @どの行も1の数と-1の数が等しい(右の皿と左の皿に同じ数乗せる) Aどの相異なる列u,vをとってもu ≠ ±v となる配列が作れる プログラム板では実際そのような配列を出力するプログラム作ってください だったけどここでは存在証明をおながいします 例 n=39-> [[-1,0,1,-1,0,-1,1,1,-1,0,0,-1,1,0,1,-1,-1,1,0,0,1,-1,-1,1,0,0,1,-1,-1,1,0,0,1,-1,-1,1,0,0,1],[0,1,-1,-1,0,0,0,-1,1,-1,1,-1,1,0,0,0,1,-1,1,-1,1,-1,-1,1,-1,1,-1,1,0,0,0,0,0,0,1,-1,1,-1,1],[0,0,0,0,-1,1,1,-1,-1,1,1,-1,-1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,-1,1,-1,1,-1,1,-1,1,-1,1,-1,1,-1,1,-1,1],[0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,-1,-1,1,1,-1,-1,1,1,-1,-1,1,1,-1,-1,1,1,-1,-1,1,1,-1,-1,1,1,-1]] >>591 では楕円関数を経由する解答例 (キーワード:ヤコビの三重積、楕円テータ関数)も用意しておきます。 >>593 まぁでもそっちの方の解答はちょっと実質載せられないですよね? 長すぎる しかし感動的 ラマヌジャン天才すぎる Σ[n=-∞,∞]q^(k^2) とか考えてみようとも思わない 思えない ■ このスレッドは過去ログ倉庫に格納されています
read.cgi ver 07.5.4 2024/05/19 Walang Kapalit ★ | Donguri System Team 5ちゃんねる