一橋大数学'10年前期[4]
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0以上の整数,が与えられたとき、数列を
により定める。
(2) のとき、は10の倍数であることを示せ。
解答 3項間漸化式と整数の融合問題ですが、(2)はともかく、(1)をどうやって攻めるかが大問題です。試験時間のことを考えるのであれば、以下のように泥臭く対応するべきではないでしょうか。
(1) 3項間漸化式: ・・・@ 特性方程式は、
∴ @ ⇔ ・・・A これより、は、初項,公比の等比数列です。
∴ ・・・B @ ⇔ ・・・C これより、は、初項,公比3の等比数列です。
∴ ・・・D
D−Bより、 ・・・E を10で割った余りを調べるために、Eの中カッコ内を100で割ったときの余りを調べます。3をどんどんかけていって、100で割ったときの余り、つまり、下2桁がどうなるかを調べます。ここで、の下2桁が‘01'となることに着目(です)すると、
より、で、の下2桁は‘01'なので、より、の下2桁は‘83'です。
また、の下2桁が‘04'になることに着目(,です)すると、
より、の下2桁は‘04'なので、,より、の下2桁は‘−12'です。
よって、Eの中カッコ内を100で割ったときの余りは、より20で、Eより、を10で割った余りは、 ......[答] 別解.整数mを10で割った余り、つまり、整数mの最下位桁の数字をと表すと、p,q,r,sを整数として、 ・・・D が成り立ちます。
なぜなら、i,j,k,lを整数(,)として、,と書けたとすると、 より、
また、
となるからです。実は、上記の解答で既にこの考え方を使っています。
を10で割った余り、つまり、について、漸化式:とDより、 ・・・E これより、連続する2項、,について、,
よって、Eより、 同様にして、以後、 ()となります。
これより、数列は、について、周期20で繰り返すことがわかります。
∴ ......[答]
∴ ・・・F
Cより、は、初項,公比3の等比数列です。
∴ ・・・G
G−Fより、 よって、は10の倍数です。
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