質問<3752>
「「数列」」
日付 2009/7/4
質問者 ナスビ


aは7で割ったときの余りが3になる自然数とする。
(1)\(a^{n}\)を7で割った余りを\(a_{n}\)とするとき\(a_{6}\)を求めよ。
(a)Σ_(k=1からn)\(a_{k}\)を7で割った余りを\(b_{n}\)とするとき、\(b_{100}\)を求めよ。
です!お願いします…
初めてなので書き方間違ってたらごめんなさい
お願いします!

★希望★完全解答★

お便り
日付 2009/7/6
回答者 wakky


(1)
kを負でない整数として
a=7k+3とおけます。
\(a^{n}\)=(7k+3\()^{n}\)
二項定理から
\(a^{n}\)=nC0・(7k\()^{n}\)+nC1・(7k)^(n-1)・3+・・・+nC(n-1)・(7k)・3^(n-1)+\(3^{n}\)
右辺のn+1項のうち第1項から第n項は7の倍数なので
\(a^{n}\)を7で割った余りは、\(3^{n}\)を7で割った余りに等しい
よって
a(6)は\(3^{6}\)=729を7で割った余りだから
a(6)=1・・・(答)

(2)
a(1)=3,a(2)=2,a(3)=6,a(4)=4,a(5)=5,a(6)=1となりますが
n=7以降もこれを繰り返します。
Σ(k=1,6)a(k)=21となって7で割り切れるので
Σ(k=1,96)a(k)も7で割り切れます。
よって
b(100)は3+2+6+4=15を7で割った余りなので
b(100)=1・・・(答)

お便り
日付 2009/7/7
回答者 ナスビ


wakkyさん解答ありがとうございます。
あの問題、合同式利用して解けますか??2コ目がうまくイメージわきません…

お便り
日付 2009/7/7
回答者 wakky


高校数学の範囲だと考え
合同式は避けました
合同式を使えば
(1)
aは7で割って3余るから
a≡3(mod 7)から直ちに
\(a^{n}\)≡3^n(mod 7)
n=6のとき
\(a^{6}\)≡\(3^{6}\)=729≡1(mod 7)
となりますね。

(2)はどうなんでしょう?
合同式を用いたエレガントな回答は思いつきません。
Σ(1,6)a(k)≡0(mod 7)
b(100)=Σ(1,16){Σ(6m-5,6m)a(m)}+・・・
ということでしょうか?

お便り
日付 2009/12/18
回答者 pootan


(1)wakkyさんと同様です。

(2)Σ(k=1からnまで)\(a_{k}\)
=\(a_{1}\)+\(a_{2}\)+\(a_{3}\)+・・・+\(a_{n}\)

ここで\(a^{n}\)≡\(3^{n}\) (mod 7)より
     ≡3+\(3^{2}\)+\(3^{3}\)+・・・+\(3^{n}\)(mod 7)
∴\(b_{n}\)=\(\frac{3}{2}\)(\(3^{n}\)-1)

ここで

\(3^{100}\)-1≡\(2^{50}\)-1 (mod 7)
     ≡\(2^{5}\)-1 (mod 7)
     ≡10 (mod 7)

∴\(b_{100}\)≡\(\frac{3}{2}\)(10) (mod 7)
     ≡15   (mod 7)
     ≡1

いかがでしょうか。