面白い問題おしえて〜な 32問目
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>>85 a_i と a_j に対して操作を行った結果を b とすると、 b =(a_i・a_j + 1)/(a_i + a_j), より (b-1)/(b+1) = {(a_i -1)/(a_i +1)}{(a_j -1)/(a_j +1)}, そこで、各a_k の下に (a_k -1)/(a_k +1)を書く。 (n-1)回の操作の後では (h-1)/(h+1) = Π[k=1,n] (a_k -1)/(a_k +1) ={(a-1)/(a+1)}^n (a_k =a) =(1/3)^n, (a=2) h ={Π(a_k +1)+ Π(a_k -1)}/{Π(a_k +1)- Π(a_k -1)} ={(a+1)^n + (a-1)^n}/{(a+1)^n - (a-1)^n} (a_k =a) = (3^n +1)/(3^n -1). (a=2) >>86 選び方によらずそうなることを示してください 端から順に操作をするとは限りません >>88 >>90 素晴らしい 正解です まさにcoth^(-1)の和の不変性を使うのが想定していた解法でした 自然数の直積N^nに半順序を各成分の大小で入れる(直積順序、nは固定) 互いに大小関係のない元のみをもつ部分集合の大きさは有限であることを示せ シンプルな示し方があるか気になってます 学術の巨大掲示板群 - アルファ・ラボ ttp://x0000.net 数学 物理学 化学 生物学 天文学 地理地学 IT 電子 工学 言語学 国語 方言 など PS 連続と離散を統一した! ttp://x0000.net/topic.aspx?id=3709-0 >>92 「互いに大小関係のない元」は各成分の大小によって決まるのですか? 前>>86 てことは答えとしてはあってるってことか。 選び方は適当です。何回かやってn回やったらどうなるか問われてるから予想されるnの式を答えただけ。 数列として表されるから、数学的帰納法で証明できると思うけど、俺も忙しいでだれかに任せたい。 >>92 n = 1 なら自明で、 n = 2 のときは↓みたいに簡単に示せる(シンプルとは言っていない)けど、一般の場合がわからん 多分帰納法か何かで示せると思うんだけど、元の証明はどんな感じ? n = 2 のとき N^2 の互いに大小関係のない元のみをもつ部分集合を S とする。 集合 S の元 s ∊ S に対して、 s(k) := s の第 k 成分 とする。このとき、S において第1成分が最小になる元を一つ選び、それを a とする。 すなわち、 a ∊ S かつ ∀s ∊ S, a(1) ≦ s(1) とする。 このとき、S の仮定によって ∀s ∊ S, a(2) > s(2) である。 このとき、第1成分を固定すると、 a(2) > s(2) を満たす s ∊ S は高々1つしか存在しない。 さらに、 S の仮定から、∀s_1, s_2 ∊ S, s_1(1) < s_2(1) ⇒ s_1(2) > s_2(2) となることより、 第1成分が大きくなると第2成分は小さくなるが、第2成分には最小値が存在するため、 S の大きさは有限でなければならない。 >>95 伝わりにくい問題文ですみません N^nの半順序をx≧y ⇔ x_i≧y_i (1≦i≦n)で定める x≧yでもなくy≧xでもないときxとyに大小関係がないとする 部分集合S⊂N^nが条件「Sの任意の2元は大小関係がない」 を満たすときSは有限集合であることを示せ です。 例えばn=3のとき S={(1,2,3) (2,3,1) (3,1,2),(2,2,2)} は条件を満たします >>97 ですです。自分もその方針で帰納法で示しました。 かなりごちゃついてしまったのでエレガントに示せないか気になった次第です。 実際に書き下そうとしたらどうしても長くなるもんだな… N^n の元からなる任意の無限列{s_m}に対して、整数の組 m<m' であって s_m≦s_m' を満たすようなものが必ず存在することを示す。 証明はnの帰納法による。n=1は明らか。 ある正の整数kについて、n=kの場合に主張が成り立っていると仮定する。 もしN^(k+1)上の無限列{s_m}が有界なら、鳩ノ巣原理から明らか。(二項が等しくても良いため) 非有界なら、適切に部分列{s'_m}をとればある成分(第i成分とする)が単調増加となる。 また、{s'_m}の第i成分を取り除いた無限列{s''_m}について、帰納法の仮定より 整数の組 m<m' であって s''_m≦s''_m' を満たすものが存在。 これらより s'_m≦s'_m' であるから n=k+1 の時も成り立つ。□ >>99 素数指数表現に対応させるのはどうだろう つまり、 N^n の元 x = (x_1, x_2, … , x_n) に対して、写像 f: N^n → N を f(x) = p_1^x_1 × p_2^x_2 × … × p_n^x^n で定義する。ここで、p_1, p_2, … , p_n は相異なる素数とする。 素因数分解の一意性によって f は単射だから、 f: N^n → f(N^n) は全単射になる。このとき、 x, y ∊ N^n に対して、 x ≦ y ⇔ f(x) が f(y) を割り切る によって順序関係が対応する。 このとき、 f(N^n) の無限部分集合が割り切れる関係にある元を含むのは直観的には明らかな気がするけど、 厳密に証明できるかな >>100 m<m' であって s''_m≦s''_m' を満たすものが存在 のところがわかりませんでした s''_m≧s''_m'になることもありませんか? >>101 実はそっちが元々考えてた話なんです笑 >>102 元々100の目的が > N^n の元からなる任意の無限列{s_m}に対して、整数の組 m<m' であって > s_m≦s_m' を満たすようなものが必ず存在することを示す。 だから帰納法の仮定もそうなる。 >>102 >実はそっちが元々考えてた話なんです笑 もー最初からそう言ってよねー どんな点列 { x_m }_m ⊂ N^n に対しても、ある部分列 { x_{m_k} }_k が存在して、 x_{m_k} ≦ x_{m_{k+1}} (k≧1) が成り立つことを示す。 すなわち、≦ に関して広義単調増加な部分列が取れることを示す。 n=1のときは、x_m が有界か非有界かで場合分けすれば簡単に示せる。 一般のnのときは、まず x_m の第一成分だけを見て、ここが広義単調増加になるような 部分列 x_{m_k} を取る。この部分列の第二成分だけを見て、ここが広義単調増加になるように 更なる部分列 x_{m_{k_l}} を取る。この作業を第n成分まで繰り返したときの最後の部分列が、 求める部分列になる。 >>103 斜め読みしてました なるほど!仮定の仕方が上手いですね 自分のよりかなりシンプルになりました >>100 ちょっと気になったんだけど、この証明で s'_m < s'_m' は言えるのかな? s'_m = s'_m' なら自明じゃない? >>107 m<m'だからそれでもいいのではないでしょうか やはり 「自然数の無限列は必ず広義単調増加な部分列が取れる」 が鍵なんですかね >>105 はそれをn回繰り返すだけで良い、ということですよね >>108 帰納法の仮定を s_m ≦ s_m' から s_m < s_m' に変えれば問題ないか? 有界ならそもそも有限集合だよね あれでも待って、 >また、{s'_m}の第i成分を取り除いた無限列{s''_m}について、 ここって、無限列になる保証はある? 広義単調を狭義単調に変えても上手くいくのかな? >>109 例えば最初に{s_m}として定数列をとってこられたらどう頑張っても s_m<s_m' にはならないから、 帰納法の段階で、一般的な仮定から同じだけ一般的な仮定を導けるようにしたかった 後者の質問だけど、{s'_m} の各項 s'_m = (a_(1,m), … a_(k+1,m)) ∈N^(k+1) に対して s''_m = (a_(1,m), … a_(i-1,m), a_(i+1,m), … a_(k+1,m)) ∈N^k と定めてるだけだから、無限列であることには変わりはないよ >>110 >後者の質問だけど、{s'_m} の各項 >s'_m = (a_(1,m), … a_(k+1,m)) ∈N^(k+1) に対して >s''_m = (a_(1,m), … a_(i-1,m), a_(i+1,m), … a_(k+1,m)) ∈N^k >と定めてるだけだから、無限列であることには変わりはないよ そうかな? 例えば、2次元の時に、第2成分が常に一定な無限列が作れるよね? 例: {(1, 1), (2, 1), (3, 1), (4, 1), (5, 1), … } こういう場合に第1成分を除いたら有限列になるんじゃない? 前>>96 >>85 {2+3+3^2+3^3+……+3^(n-1)}/{1+3+3^2+3^3+……+3^(n-1)} ={1+(3^n-1)/(3-1)}/{(3^n-1)/(3-1)} ={2+(3^n-1)}/(3^n-1) =(3^n+1)/(3^n-1) n=2のとき、 (3^2+1)/(3^2-1)=10/8=5/4 あってる。 n=3のとき、 (3^3+1)/(3^3-1)=28/26=14/13 あってる。 n=4のとき、 (3^4+1)/(3^4-1)=82/80=41/40 あってる。 n=5のとき、 (3^5+1)/(3^5-1)=244/242=122/121 あってる。 ∴(3^n+1)/(3^n-1) >>111 その場合は定数列になるだけだから、 どっち道 s'_m≦s'_m' となる事には変わりないよ (特にこの場合、第i成分が真に増加してるから s'_m<s'_m' も成り立つ) [1] g(0)=1, g(n+1)=1+(1/g(n))^(m) について、lim(n→+∞)g(n)が収束するmの範囲を求めてね [2] 連分数[1;p(2,n)](n→+∞)の収束性と収束するならその値を求めてね。ただしp(2,n)は2番目からn番目までの素数列とする。 >>113 この場合はね 一般の場合にも必ずそうなることは証明できる? ちなみに、無限集合の場合に必ず s'_m < s'_m' となることが証明できないと、>>92 の問題は解決できないよ ≠じゃないとダメ ちょっと間違ってたので変える [2] 連分数[1;p(1,n)](n→+∞)の収束性と収束するならその値を求めてね。ただしp(1,n)は1番目からn番目までの素数列とし、1番目の素数を2とする。 >>114 [1] -1 < m ≦ m。 ここに m。 = 4.14104152541078850089 (m-1)^(m+1) - m^m = 0 の正根。 m < -1 のとき ∞ に発散 m = -1 のとき g(n)= n+1 にて発散。 -1<m≦m。 のとき 収束 m = m。 のとき g(n)→(m。 - 1)^(1/m。)= 1.318365736941099184 (n→∞) m > m。 のとき 振動する。 >>115 もし元の列sが有界だったらそもそも<である必要はないよね(出現する元の種類が有限通りなんだから) もし有界でなければ、必ずあるiについて第i成分が単調増加になるような部分列をとれることは既に書いた通りだから、 適切にm<m'をとれば確かにs'_m<s'_m'となる もしくは、 どんなsについても≦が言えるのであれば、どんな『単射な』無限列sについても同じことが言えるため、 そのような場合にm<m'かつs'_m=s'_m'は起こり得ないから必然的にs'_m<s'_m'にならざるを得ない、 という考え方でもOK >>118 >もし有界でなければ、必ずあるiについて第i成分が単調増加になるような部分列をとれる なるほど 第i成分が狭義単調増加になるような部分列をとればいいのか 第i成分を除いた後に有界になる可能性があるが、 その場合は鳩ノ巣原理によって残りの成分の中に一致するものが必ずあるから、 第i成分の狭義単調性から s'_m < s'_m' となる元を選ぶことができる ということか 理解できました ありがとうございます 一体なんのやり取りなんだ。 >>105 の方がシンプルに終わってて、 しかも>>92 より強いことが言えてるのに。 >>92 グレブナー基底の理論使えば楽チン S⊂N^nを任意の部分集合とする。 各s∈N^nに対しP=C[x1,‥xn]の元x^sを自然に定める。 Iを{x^s|s∈S}で生成されるイデアルとしGをブッフベルガーのアルゴリズムで得られるIのグレブナー基底とすれば、2つの単項式m,m'のS式が0であることからGはSの部分集合である。 Sの任意の元sに対しx^sの元はGによって0に簡約化されなければならないからあるg∈Gによって項順序においてx^s≧x^gとなるが、この時s≧gである。 特にSの任意の相異なる二元s,s'についてs≧s'になり得ないならばS=Gである。□ https://ja.m.wikipedia.org/wiki/%E3%82%B0%E3%83%AC%E3%83%96%E3%83%8A%E3%83%BC%E5%9F%BA%E5%BA%95 なぜか勘違いされているが、≠が言えないと何の意味もないからな S⊂N^n は、Sの任意の異なる2元が ≦ で比較不可能とする。 Sは有限集合であることを示す。 N^nは可算なので、Sは高々可算である。 もしSが無限集合ならば、Sは自動的に可算である。 よって、ある全単射な写像 x:N → S が存在して、 集合として S={ x_m|m≧1 } と表せる。 S⊂N^n により x:N → N^n なので、x は N^n 内の点列である。 >>107 により、点列 x のある部分列に対して x_{m_k} ≦ x_{m_{k+1}} (k≧1) である。 特にk=1として、x_{m_1} ≦ x_{m_2} である。x_{m_1}, x_{m_2} ∈ S であり、 Sの任意の異なる2元は ≦ で比較不可能だから、x_{m_1} = x_{m_2} となるしかない。 xは単射だから、m_1=m_2 となるしかない。これは矛盾。 ほらね。やっぱり>>107 で終わってる。 >>117 φ(x) = 1 + x^(-m) とおく。 y=φ(x) と y=x は1点(a, a)で交わる。 -1 < m ≦ m。のとき φ(φ(x)) = x の正根は a のみ。 lim[n→∞] g(n) = a (収束) m > m。のとき φ(φ(x)) = x の正根は3つ。 a のほかに φ(b)=c, φ(c)=b がある。 g(n) は交互に b ↔ c に近づく。(振動) 105にも見られる議論の弱点も含めた指摘が111だと思ってたんだけど 全体が非有界だからと言って、各成分も非有界とは限らないのよね >>124 面白いが、細かいツッコミを入れてみる 広義単調増加な部分列は、実は全部=かもしれないから、 >点列 x のある部分列に対して x_{m_k} ≦ x_{m_{k+1}} (k≧1) である。 としている部分は、実は m_1 = m_2 = m_3 = … かもしれないので、 その場合は矛盾を導けない >>127-128 添え字がついた「列」の概念と「単なる集合」の区別がついてないね。 「 点列 { x_m }_m ⊂ Y 」 と書いたとき、これは { x_m|m≧1 } という単なる集合を宣言しているのではなく、 添え字がついた「列」を宣言しており、厳密には x:N → Y という写像のことを { x_m }_m という表記法で宣言している。つまり、「 点列 { x_m }_m ⊂ Y 」という文面は 「 写像 x:N → Y 」 と全く同じ意味。 >>129 「広義単調増加な部分列は、実は全部=かもしれない」の問題点がわかってないかな? その場合は、例えば、 x_1 = 1, x_2 = 1, x_3 = 1, … というように部分列を定義していることになり、 定義の段階で自ら単射性を壊していることになる この場合は議論が破綻するよ >>130 何を言ってるんだ。 定義の段階では単射で、>>105 を経由した後に得られる部分列が 事実上 x_1 = 1, x_2 = 1, x_3 = 1, … のような形になってしまって 単射性が崩れるので、ここで矛盾。 つまり、議論が破綻してるのではなくて、矛盾が生じたので背理法が 成 功 している。 >>132 違う 全部=の場合は、「部分列」は1元のみだよ それは同じ元に対して別の番号をつけているだけ >>133 もしかして、「部分列」という概念が分かってないのかな。 >それは同じ元に対して別の番号をつけているだけ 定義の段階では単射である(別々の元に別々の番号をつけている)。 それなのに、>>105 を経由したときには、同じ値しか取らない部分列が その中に見いだせる。これは、同じ元にあらためて別の番号を ラベルづけし直しているということではない。それではインチキであって証明にならない。 そういうことではなくて、最初の単射なはずの番号付けの中の「 部 分 列 」に、 同じ値しか取らないものが見いだせてしまうということ。だから矛盾。 >>134 だから違うんだって 全部=の場合は、>>105 によって得られる「部分列」は1つしかない どういうことかというと、 元の数列(インデックスの対応は全単射なので各元は相異なる) {x_1, x_2, x_3, … } の中から部分列を取り出すとき、全部=の場合は、>>105 によって得られる「部分列」は1つしかないから、 例えば、それが {x_3} だけということがあり得る この場合はそもそも他の番号が存在しないから、矛盾の出しようがないって話 >>135 問題外。添え字がついた「列」の概念と「単なる集合」の区別がついてない。 いま>>105 を厳密に書き直した証明を書いてる最中だから、ちょっと待っててくれ。 >>136 いやいや、数列の部分列って、例えば、 {x_2, x_4, x_6, … } とか {x_3} とか、そういうことでしょ? >>105 の広義単調増加の条件を満たす元が1つしかなければ、部分列も1元しかとれないよ >>105 では2元以上の「部分列」をとれることは証明されていないからね あ、証明の書き直しは大歓迎です 定義 ここでは、写像 x:N → Y と i∈N に対して、 x の i での値を x_i ではなく x(i) と書くことにする(写像の標準的な表記)。 定義 写像f:X→Yと写像g:Y→Zに対して、写像 gf:X→Z を(gf)(x)=g(f(x)) (x∈X) で定義する(合成写像)。 定義 写像f:N → N^n が広義単調増加であるとは、f(k)≦f(k+1) (k≧1) が成り立つときを言う。 写像f:N → N^n が狭義単調増加であるとは、f(k)≦f(k+1)かつf(k)≠f(k+1) (k≧1) が 成り立つときを言う。 定理 どんなn≧1とどんな写像 x:N → N^n に対しても、ある狭義単調増加な m:N → N が存在して、 xとmの合成写像 xm:N → N^n は広義単調増加である。 すなわち、(xm)(k) ≦ (xm)(k+1) (k≧1) が成り立つ。 すなわち、x(m(k)) ≦ x(m(k+1)) (k≧1) が成り立つ。 証明 n=1のとき:写像 x:N → N を任意に取る。 ・ ∃M≧1, ∃L≧1, ∀m>M s.t. x(m)≦L が成り立つときを考える。このとき、x(M+1), x(M+2), x(M+3),… は 1,2,…,L のL種類の値しか取らないので、ある y∈N が存在して、 無限個の m(1)<m(2)<m(3)<… に対して x(m(k))=y (k≧1) である。このとき、 m:N → N は狭義単調増加であり、しかも自明に x(m(k)) ≦ x(m(k+1)) (k≧1) である。 よって、この場合は成立。あとは、 (1) ∀M≧1, ∀L≧1, ∃m>M s.t. x(m)>L の場合が残っている。まず、m(1)=1と置く。M=m(1), L=x(m(1)) とすれば、 (1)から、ある m>m(1) に対して x(m)>x(m(1)) である。このようなmを 1つ取って m(2) とすれば、m(2)>m(1) かつ x(m(2))>x(m(1)) である。 今度はM=m(2), L=x(m(2))とすれば、(1)から、ある m>m(2) に対して x(m)>x(m(2)) である。このようなmを1つ取って m(3) とすれば、 m(3)>m(2) かつ x(m(3))>x(m(2)) である。この作業を順次繰り返せば、 狭義単調増加な m:N → N が作れて、しかも x(m(k)) < x(m(k+1)) (k≧1) である。 以上より、n=1のときは成立。 次に、1,2,…,n−1 のときは成り立つとして、nの場合を考える。 写像 x:N → N^n を任意に取る。x を第一成分とそれ以外に分解することで、 x(i)=(y(i),z(i)), y:N → N, z:N → N^{n−1} と表せる。写像 y:N→N については、n=1のときの結果から、 ある狭義単調増加な写像 m:N → N が存在して、y(m(k)) ≦ y(m(k+1)) (k≧1) が成り立つ。 次に、写像 f:N → N^{n−1} を f(i)=z(m(i)) で定義する。この f:N → N^{n−1} に対して 帰納法の仮定を使えば、ある狭義単調増加な写像 m':N → N が存在して、 f(m'(k)) ≦ f(m'(k+1)) (k≧1) が成り立つ。f(i)=z(m(i)) だったから、 z(m(m'(k))) ≦ z(m(m'(k+1))) (k≧1) ということになる。写像 v:N → N を v(i)=m(m'(i)) で定義すれば、z(v(k))) ≦ z(v(k+1)) (k≧1) ということになる。 また、m,m':N→N がそれぞれ狭義単調増加なので、v:N → N もまた狭義単調増加である。 また、y(m(k)) ≦ y(m(k+1)) (k≧1) すなわち (ym)(k) ≦ (ym)(k+1) (k≧1) だから、 m' が狭義単調増加であることから (ym)(m'(k)) ≦ (ym)(m'(k+1)) (k≧1) すなわち y(v(k)) ≦ y(v(k+1)) (k≧1) である。以上をまとめると、 v:N→N は狭義単調増加, y(v(k)) ≦ y(v(k+1)) (k≧1), z(v(k)) ≦ z(v(k+1)) (k≧1) であるから、x(i)=(y(i),z(i)) に注意して、x(v(k)) ≦ x(v(k+1)) (k≧1) である。 よって、nの場合も成立。数学的帰納法から、目標に達する。 改めて、>>92 の証明。 S⊂N^n は、Sの任意の異なる2元が ≦ で比較不可能とする。 Sは有限集合であることを示す。 N^nは可算なので、Sは高々可算である。 もしSが無限集合ならば、Sは自動的に可算である。 よって、ある全単射な写像 x:N → S が存在して、 集合として S={ x(m)|m≧1 } と表せる。 S⊂N^n により x:N → N^n であるから、>>138 を写像 x:N → N^n に適用すれば、 ある狭義単調増加な m:N → N に対して x(m(k)) ≦ x(m(k+1)) (k≧1) である。 特にk=1として、x(m(1)) ≦ x(m(2)) である。x(m(1)), x(m(2)) ∈ S であり、 Sの任意の異なる2元は ≦ で比較不可能だから、x(m(1))=x(m(2)) となるしかない。 xは単射だから、m(1)=m(2) となるしかない。しかし、m は狭義単調増加だから矛盾。 >>141 良いと思う 写像 m がすべての自然数に対して定義されている(これによって m(1) と m(2) の存在が保証される)ことと、 m の狭義単調性から m(1) < m(2) が保証されていることが効いているね なお、この場合は、 x の定義から x(m(1)) ≠ x(m(2)) が明らかなので、これによって 「Sの任意の異なる2元が ≦ で比較不可能」の仮定に矛盾すると言える(同じことだが) というか、この証明なら背理法を使う必要がないね 証明の途中の部分で、さらに強い命題 「S が N^n の無限部分集合ならば、 S の元からなる狭義単調増加な無限列が存在する」 が言えている しかし結構難しく(というか複雑に?)なったな >>138 の定理の証明で、 x が有界の場合の証明には(明示されていないが)やはり鳩ノ巣原理が使われているね 1, 2, … , L の L 種類の値のうち、少なくとも1つは無限に x の値となるものが存在する (そうでなければ、有限個の i に対してしか x(i) の値をとることができない) だから、「ある y∈N が存在して、…」となるわけですな >>142 >1, 2, … , L の L 種類の値のうち、少なくとも1つは無限に x の値となるものが存在する その部分において、添え字がついた「列」の概念と「単なる集合」の区別がついてない場合、 おかしな勘違いが起きる。まず、添え字がついた列としての x(M+1), x(M+2), x(M+3),… に関しては、鳩の巣原理が使えるので「少なくとも1つは無限に x の値となるものが存在する」と 言える。しかし、ここを「単なる集合」と区別がつかずに { x(M+1), x(M+2), x(M+3),… } という、ひとくくりの集合で考えてしまうと、こちらの集合は有限集合なので、 「この有限集合からは狭義単調増加な m:N→N が取れない」などと勘違いしてしまう。 あなたが勘違いしていたのは、おおよそこのあたりの話だと思われる。 >>142 >しかし結構難しく(というか複雑に?)なったな そうですかね。自分にとってはこの議論は自明だし、 やっていることは極めてオーソドックスだし、 なんなら>>105 の書き方のままでも十分に通用すると今でも思っている。 >>105 では分からない人のために丁寧に書き直したのが今回の証明ってだけで。 まあ、何を難しいと感じるかは人それぞれで正解はないけども。 あと、>>100 の証明も、同じスタイルで書き直したら たぶん同じくらいの長さに膨れ上がる。 >>143 うん?それは違うよ? 元々の証明>>124 では x(m(1)) ≠ x(m(2)) が保証されていなかったでしょ? 条件を満たす部分列をとるときに、それが2元以上に対して可能であることが保証されていなかった 言い換えれば、x_{m_k} ≠ x_{m_{k+1}} となる部分列がとれる保証はなかったんだよ だから細かいツッコミをしたってわけ >>145 写像 x:N → Y と狭義単調増加な m:N→N に対して、 合成写像 xm:N → Y のことを「 x の部分列 」と呼ぶ。 これがそもそも「部分列」の定義だよ。 だから、>105で「ある部分列 { x_{m_k} }_k が存在して」と書いた時点で、 そこでの m:N→N は自動的に狭義単調増加であることが暗黙のうちに言及されている。 そして、mが狭義単調増加なら、>124の証明はそのまま通用する。 また、>105の書き方でも「mとして狭義単調増加なものが取れる」ことは十分に伝わる。 まとめると、>105&>124の書き方のままで終わっていた話。 分からない人のために丁寧に書き直したのが今回の証明ってだけ。 再掲するが、写像 x:N → Y と狭義単調増加な m:N→N に対して、 合成写像 xm:N → Y のことを「 x の部分列 」と呼ぶ。これがそもそも「部分列」の定義。 だから、>>105 で言っていることは自動的に以下のような意味になる↓ どんな点列 { x_m }_m ⊂ N^n に対しても、 ある部分列 { x_{m_k} }_k ( も ち ろ ん m:N → N は 狭 義 単 調 増 加 ) が存在して、x_{m_k} ≦ x_{m_{k+1}} (k≧1) が成り立つことを示す。 すなわち、≦ に関して広義単調増加な部分列が取れることを示す。 n=1のときは、x_m が有界か非有界かで場合分けすれば簡単に示せる。 一般のnのときは、まず x_m の第一成分だけを見て、ここが広義単調増加になるような 部分列 x_{m_k} を取る( も ち ろ ん m:N → N は 狭 義 単 調 増 加 )。 この部分列の第二成分だけを見て、ここが広義単調増加になるように 更なる部分列 x_{m_{k_l}} を取る( も ち ろ ん k:N → N は 狭 義 単 調 増 加 )。 この作業を第n成分まで繰り返したときの最後の部分列が、求める部分列になる。 ・・・このように、部分列の定義に照らし合わせると、>>105 は自動的に このような意味になる。というか、これ以外の意味には なりようがない。 で、>147を踏まえると、>127の証明はそのまま通用する (mが狭義単調増加であることは言及済みなので)。 なので、少なくとも>127の書き方には問題がない。 他に問題があるとしたら、>105や>147の > n=1のときは、x_m が有界か非有界かで場合分けすれば簡単に示せる。 として省略した部分が問題と言えば問題であり、 「 n=1の場合、本当にmとして狭義単調増加なものが取れるのか? 」 というツッコミが一応は可能である。しかし、こちらとしては 「 x_m が有界か非有界かで場合分けすれば簡単に示せる 」 と大きなヒント(というか、ほぼ解答そのもの)を書いているのだから、 あとはテメーで簡単に示せるだろとしか言いようがない。 もちろん、今回は分からない人のために>>138-140 で丁寧に書き直したのであるが、 本来はその必要すらなかったことである。レベルが低すぎるのもいい加減にしてほしい。 >>121 すみません、>>92 です。 凄いことになってますね 明確にはレスしてなかったですが自分も>>105 が最良だと思っています >>108 に書いたように部分列を取る原理をn回繰り返すだけで非常に分かりやすい、かつ 無限部分集合における比較可能な2元のみならず上昇列の存在を言ってるわけですから なるほど、わかった どうやら>>105 を読み間違えていたみたいだ >105の主張は、 「任意の無限列 x_1, x_2, x_3, … (x_i ∊ N^n) に対して、狭義単調な自然数の無限列 m_1 < m_2 < m_3 … (m_k ∊ N) が存在して、 x_m_1 ≦ x_m_2 ≦ x_m_3 ≦ … が成り立つ」 ということだったのね これなら確かに問題ない 補足しておくと、スレの上で>105が触れられなかったのは、私が主張を読み間違えていたことと、 単に>>100 のほうが>105よりも早かったからってだけです >>108 のアンカーが上手くついていなかったから無視されたと思ったのかな ごめんね >>117 a。= m。/(m。-1), m。 = a。/(m。-1), 1/m。+ 1/a。= 1, m。は(m-1)^(m+1) - m^m = 0 をみたす。 a。は(a^a)・(a-1)^(a-1)= 1 をみたす。 分からない問題スレからの転載です。 【問題】 3辺の長さがBC=a,CA=b,AB=cで、最長辺がABであるような△ABCを考える。 ここで以下の(操作)を定義する。 (操作) 「3辺の長さがx,y,z(0<x≦y≦z)の三角形に対して、3辺の長さがx,y,z/2の新しい三角形を作る。」 △ABCに(操作)を施し、その新しくできた三角形に(操作)を施し、さらに…と無限に(操作)を施すことができるとき、a,b,cが満たす関係式を求めよ。 ただし3辺の長さがx,y,zの三角形に(操作)を施すことができないとは、3辺の長さがx,y,z/2の三角形が存在しないことを指す。 t≧xかつt≧y を満たすすべてのtについて以下を満たすような(x, y)の範囲を図示せよ。 t≧42-x/2 または t≦40-y 見た目は典型的な解く気が起きない問題だけど、なんかあるの? 単純そうに見えて答えが結構複雑になるところが面白いかなあと k≦min(m,n-m)、n≦mを満たすすべての自然数k,m,nについて C(n,m)= Σ[l=0...k]{C(k,l)・C(n-k,m-l)} を示せ。 パスカルの三角形いじってたらできたんだけど、普通に証明出来んのか? k≦min(m,n-m)、n≦mを満たすすべての自然数k,m,nについて C(n,m)= Σ[l=0...k]{C(k,l)・C(n-k,m-l)} を示せ。 パスカルの三角形いじってたらできたんだけど、普通に証明出来んのか? k≦min(m,n-m)、n≦mを満たすすべての自然数k,m,nについて C(n,m)= Σ[l=0...k]{C(k,l)・C(n-k,m-l)} を示せ。 パスカルの三角形いじってたらできたんだけど、普通に証明出来んのか? 要は二項定理の応用か 証明がエレガントで美しいな 数式もちょっと面白いし、何かに応用できそう (1+x)^k = Σ[L=0,k] C(k,L) x^L, (1+x)^(n-k) = Σ[L=0,m] C(n-k,m-L) x^(m-L), を掛ける。 x^m の係数は Σ[L=0,k] C(k,L)C(n-k,m-L), これが(1+x)^n における x^m の係数 C(n,m) に等しい。 >>154 解く気が起きないけど解けた。 ・(-∞, 40-y]と[42-x/2, ∞)が共通元をもつときは成立。 40-y ≧ 42-x/2, x/2 ≧ 2+y ・・・・ @ ・(-∞, 40-y]と[42-x/2, ∞)が共通元をもたないとき(disjoint) t≧max{x,y} は連結だから max{x,y}≧ 42-x/2, x≧28 または y≧42-x/2 ・・・・ A 答 @ または A。 結構単純ですね。 >>153 [分かスレ459.395]からの転載 三角不等式 y-x < z < x+y, は成立っていると仮定します。 x - z/2 ≦ x - y/2 ≦ y/2, z/2 - x <(x+y)/2 - x = (y-x)/2 ≦ y/2, より、 |x - z/2| ≦ y/2, x=y=z(正三角形)の場合を除き |x - z/2| < y/2, が成り立ちますから、残る問題は y < x + z/2. ・y ≧ x + z/2 の場合 (x, y, z/2)が三角形にならない。→ 不可 ・y < x + z/2 の場合 三角不等式 |x - z/2| < y/2 < y < x + z/2, が成り立ち、無限に(操作)を施すことができる。 (x, y, z) → (x, y, z/2) → (x, y/2, z/2) → (x/2, y/2, z/2) → ・・・・ 答 2|a-b| < c < a+b.(a=b=cを除く.) [分かスレ459.457を修正] こんな予想を作りました。名付けて5ちゃんねらー予想です。 以下の操作を「素因数粉砕」と名付ける 1.数字aを素因数分解する ⚠素因数分解の因数は小→中→大⚠ 2.素因数分解した結果から×を抜く 例:2×3=23 7×43=743 2×7×13=2713 3.結果が合成数なら1に戻る 素数ならその結果を出力 このとき、任意の自然数🥺を素因数粉砕して終了しない(=発散する)🥺は存在する。 >>166 x < z/2 の場合は? 例: (x, y, z) = (5, 11, 14) >>154 ∀t((t≧x ∧ t≧y) ⇒ (t≧42-x/2 ∨ t≦40-y)) ∀t(t<x ∨ t<y ∨ t≧42-x/2 ∨ t≦40-y) x≧42-x/2 ∨ y≧42-x/2 ∨ 40-y≧42-x/2 x≧28 ∨ x≧84-2y ∨ x≧4+2y x≧min(28, 84-2y, 4+2y) 問題と比べて複雑かなあ http://imgur.com/V8labZP.gif >>3 のヒント {p:素数であって任意の整数xについてf(px)=(p^2)f(x)} という集合を考えて、この集合に全ての素数が含まれることを示せばよい >>168 x ≦ z/2 のときは (x,y,z)→(x,y,z/2)→(x,y/2,z/2) 最大元 z/2 を半減すると z/4 <(x+y)/4 ≦ y/2, z/4 =(z/2)-(z/4)<(x+y)/2 -(y-x)/2 = x, x, y/2 よりも小さくなるので rotation に入る。 x > z/2 のときは すぐ rotation に入る。 (x,y,z)→(x,y,z/2)→(x,y/2,z/2)→ rotation >>171 >x, y/2 よりも小さくなるので rotation に入る。 なるほど x ≦ z/2 のとき x > y/2 ⇒ (x, y, z/2) において、 x ≦ z/2 < y かつ x > y/2 なのでrotationに入る x ≦ y/2 ⇒ (x, y/2, z/2) において、 x ≦ y/2 ≦ z/2 かつ x > z/4 なのでrotationに入る ということですね ありがとうございます。 https://i.imgur.com/3XwT3wQ.jpg 問題じゃないけど 二項定理続けてたらできました。 これの数式の名前とかあったら教えて 途中の添字はn-k_iではなくn-(k_1+…+k_i)では? すいません そうですね 昔やったのを思い出しながらやってて3^nまでしか試してませんでした。 二項定理を一般化した次の式を示せ (x+y)(x+y+nz)^(n-1) = Σ[0≦k≦n] C(n,k) x (x + kz)^(k-1) y (y + (n-k)z)^(n-k-1) (x+y)(x+y+z1+…+zn)^(n-1) = Σ[(e1,…,en)∈{0,1}^n] x (x + e1z1 + … + enzn)^(e1+…+en-1) y (y + (1-e1)z1 + … + (1-en)zn)^(n-1-e1-…-en) 次の漸化式で表される数列の一般項を求めよ. a_1=1 a_(n+1)=3{(a_n)^3+a_n} >>117 おくれました。。多分正解です (実は答え知らなかったので、解答を拝見した後m?の導出に必要な命題を洗い出してました。証明はまだですが全部証明できたと仮定すると (m-1)^((1-m)/m)+(m-1)^(1/m)-exp(2log(m)/(m+1))=0という式が出てきて、その正根(の数値解)がm?と一致しました。)。 m=1で黄金数になるのもおもしろいですよね、 数列ありました https://oeis.org/A100086 論文もあるようです https://arxiv.org/pdf/math/0206166.pdf まだ全部読めていませんが、4. Continued Power Function Expansions の部分がそれなのでしょうか。 方程式 x^2=2^x には、実数の範囲で3つの解がある。 x=2, x=4 と、あともう1つは何か。 3月の宿題で(1)のみ正解の数弱@shukudai_sujaku 昨年度の大学への数学(大数)での勝率は、 学コンBコースが 1/1 = 100% , 宿題が 3/10 = 30% でした! 宿題の勝率が低すぎると思うので、 これからは一層精進していきたいです! https://twitter.com/shukudai_sujaku/status/1256593951349338116 https://twitter.com/5chan_nel (5ch newer account) >>181 グラフを描けば大体どの辺にあるかすぐにわかるけど、明示的に書けるってこと? >>181 ランベルトのW関数をW(・)とすれば x=exp(-W(-(1/2)log2)) >>179 b_1 = 1, b_{n+1}=(√7)b_n - b_{n-1}, とおくと b_n =(q^n - p^n)/√3 =(2/√3)sinh(nr), ここに p =(√7 - √3)/2, q =(√7 + √3)/2, ・・・・ 特性値 r = -log(p)= log(q), これを用いて a_n = b_{3^(n-1)}, と表わせる。 前>>112 >>181 y=x^2のグラフに、 y=2^xのグラフをx=-∞からy切片(0,1)と点(2,4)を突っ切るように描くと、2つの曲線が次にあうのは点(4,16) 2^0=1>0^2=0 2^(-1)=1/2<(-1)^2=1 グラフの形からもう1つの点のx座標は、 -0.8<x<-0.7 xの値を代入し、2つの曲線が一致するyの値をみつける。 2^(-0.766664696)=0.587774756 (-0.766664696)^2=0.587774756 一致した。 ∴x=-0.766664696 このとき交点の座標は(-0.766664696,0.587774756) >>186 すごい... 大正解ですが、最初の漸化式 b_1 = 1, b_{n+1}=(√7)b_n - b_{n-1}, はどこからどうやってひねり出て来たものですか? ちなみにこちらが用意していた解法は (√3/2)a_(n+1)=4*{(√3/2)a_n}^3+3{(√3/2)a_n} と変形してsinhの3倍角を使うものでした >>186 さんの結論を見てからの後付けですが、sinhを使わずに初等的なアプローチで a(n)の漸化式に近いものを無理やり作ることを考えてみました。 (結局はそれがsinhの3倍角につながるのだと思いますが。) 一般にある数列p(n)について (p(n)-1/p(n))^3 = (p(n))^3-1/(p(n))^3 - 3(p(n)-1/p(n)) となることから ((p(n))^3-1/(p(n))^3)/√3 = 3( ((p(n)-1/p(n))/√3)^3 + (p(n)-1/p(n))/√3 ) という等式が成り立つ。 ここで、a(n) = (p(n)-1/p(n))/√3 を満たす数列p(n)を考えると、a(n)の漸化式より (p(n+1)-1/p(n+1))/√3 = ((p(n))^3-1/(p(n))^3)/√3 となるので、 p(n+1) = (p(n))^3を満たすならば、a(n)の漸化式も満たす。 また、(p(1)-1/p(1))/√3 = a(1) = 1より p(1) = (√3±√7)/2が得られる。 (ここではp(1) = (√3+√7)/2を用いる) log(p(n+1))=3log(p(n))より、 log(p(n))=3^(n-1)log(p(1)) ∴ p(n) = p(1)^(3^(n-1)) a(n) = (p(n)-1/p(n))/√3 = (((√7+√3)/2)^(3^(n-1))-((√7-√3)/2)^(3^(n-1)))/√3 >>180 なるほど。 m=1 のとき g(n)= F_(n+2)/F_(n+1), F_n はフィボナッチ数。 a =(1 + √5)/2 = 1.61803399 m=2 のとき a ={1 +[(29 -3√93)/2]^(1/3)+[(29 +3√93)/2]^(1/3)}/3 = 1.46557123187677 m=3 のとき a = 1.3802775690976 m=4 のとき x^5 -x^4 -1 =(xx-x+1)(x^3-x-1), a ={[(√27 -√23)/2]^(1/3)+[(√27 +√23)/2]^(1/3)}/√3 = 1.32471795724475 m=5 のとき a = 1.28519903324535 m≫1 のとき a ≒ 1 + W(m)/m, W(m):Lambert のW函数。 ■ このスレッドは過去ログ倉庫に格納されています
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