質問<260>
「「共有点・余り・確率」」
日付 2000/5/25
質問者 金子


問1
a.bを定数として、(x.y)=t(a.b)(1≦t≦2)
とパラメーター表示される線分Lと図形
|x-1|+|y-4|=2が共有点を持つようなa.bの条件を
a-b平面に図示せよ

問2
1)aを13で割り切れない整数とする。
このときa.2a.3a......13aをそれぞれ13でわった余り
が全て異なることを示せ。

2)1~13までのカードから無造作に一枚取り出してそのカードの数を
記録し元に戻すことを3回繰り返す。
ここで一回目にでる確率をX1、二回目の確率をX2、三回目をX3とする
このとき Y=X1X2 + X2X3 + X3X1とおくと
Yを13でわった余りが1に成る確率をもとめよ

お返事(武田)
日付 2000/5/26
回答者 武田


問1
|x-1|+|y-4|=2
を作図するために、場合分けすると、
①x≧1,y≧4のとき、y=-x+7
②x≧1,y<4のとき、y=x+1
③x<1,y≧4のとき、y=x+5
④x<1,y<4のとき、y=-x+3

(x,y)=t(a,b)(1≦t≦2)を満足する線分Lは、
      →
位置ベクトルp=(a,b)の1倍から2倍までの線分と考えればよい。
上の菱形ABCDの各辺と共有点をもつためには、各辺への原点からの
距離の半分以上のところに点Pがなければならないから、次の図のような
範囲(水色)となる。


問2
1)
aは13で割り切れない整数だから、a=13b+c(余りc≠0)
a≡c (mod13)
1≦n1 <n2 ≦13となる異なる2数をとると、
|n1 -n2 |≠0
|n1 -n2 |<13
1 a-n2 a=(n1 -n2 )a
=(n1 -n2 )13b+(n1 -n2 )c
≡(n1 -n2 )c (mod13)
$0 (mod13)  (※$マークは≡でないことを指すとする。)
したがって、
1 a-n2 a$0 (mod13)
1 a$n2 a (mod13)
よって、naを13で割った余りは、nが異なれば余りは異なる。
ただし、nは1から13までの整数とする。

2)
X1,X2,X3が何の確率を指すのか不明なので、わかりません。
記載ミスはありませんか?