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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