質問<822>
「「いろいろな問題」」
日付 2002/4/15
質問者 hiroki


1,次の漸化式で与えられる数列{an}の一般項を求める。
a1=p an+1=an(an-2)

2,nを1000以上の素数とするとき、\(\frac{100}{n}\)の少数第n位を求める。

3,次の数は無理数であることを示す。
\(\sqrt{\quad}\)1+\(\sqrt{\quad}\)2+\(\sqrt{\quad}\)3+\(\sqrt{\quad}\)4+\(\sqrt{\quad}\)5+\(\sqrt{\quad}\)6

4, m,nは自然数でm>=2のとき、次のxに関する整式は(n+1)個の整式に
因数分解できることを示す。
X^\(m^{n}\)-1

5,円周上に任意にとった3点が鋭角三角形をなす確率。

問題が多くてすみません。宜しくお願いします。

お返事(武田)
日付 2002/4/26
回答者 武田


d3さんとfanさんから、この問題は、

http://enjoy.internet.ne.j\(\frac{p}{m}\)ath/

の添削問題として出てますとのお知らせがありましたので
解答を載せるのは適当ではないと考えました。

※しかし私にはさっぱり解けませんので、質問先を間違えたのでは
ないですか?もし、添削期間が過ぎて、hirokiさん自身が解けたとき、
解答をお寄せください。それまで楽しみに待っています。

※下記のように、fanさんが問い合わせていただいたので、
未解決問題としました。どなたかアドバイスをください。

お便り
日付 2002/5/14
回答者 fan


質問<822>についてですが、例のページは長い間更新されていなかったので
そこの管理人に聞いてみたところ、
多忙のためもう実質受付は終了していて、問題について触れるのは
全くかまわないとの事です。
また、近々解答を公開すると言う事なので、そちらを見て下さるといいかと思
います。

お便り
日付 2002/5/15
回答者 fan


1は分かりません。

2は一応解けたのですが少し長くなるので今回はパスします。

3は<837>にも出ている「数学質問箱」
ここをクリック→数学質問箱へ
の質問と解答(~\(\frac{2000}{6}\)) というところの(問96)に載っています。

4に行きます。
\(A^{m}\)-1を考えてみると、A=1を代入するとこの値は0になるので、\(A^{m}\)-1は
A-1を因数に持つ事が分かります。
ここで\(X^{m}\)^n-1=X^{m^(n-1)*m}-1={\(X^{m}\)^(n-1)}^m-1より、A=\(X^{m}\)^(n-1)
とおくと、\(X^{m}\)^n-1は\(X^{m}\)^(n-1)-1を因数に持つ事になります。
よって商をQn(X)とおけば\(X^{m}\)^n-1={\(X^{m}\)^(n-1)-1}Qn(X)となります。
ここで\(X^{m}\)^(n-1)-1={\(X^{m}\)^(n-2)}^m-1よりこれは\(X^{m}\)^(n-2)-1を
因数に持つ事が分かります。
よって\(X^{m}\)^n-1={\(X^{m}\)^(n-2)-1}Qn-1(x)Qn(X)
となり、同様にしてどんどん進めていくと
\(X^{m}\)^n-1=(X-1)Q1(x)Q2(X)…Qn(X)
まで、全部でn+1個の整式に因数分解できます。

最後に5ですが、これは僕はこれかなという物はあるのですが、あまり自信が無く
上手く説明できないので、誰かほかの方の解答を待ちたいと思います。

お便り
日付 2002/8/11
回答者 juin


5の解答は、「数学の部屋」というhpの確率シリーズ
に問題、解答がでています。

お便り
日付 2002/10/1
回答者 しふる


正解である保証はありませんが、思いついたのでとりあえず。

点Aを円周上に固定する。
点Aから弧に沿って長さxだけ離れた点を点Bとする。
四角形ABCDが長方形となり、また点C、点Dが円周上となるように、
点C、点Dをとる。
このとき、弧CD上に点Eがあるときのみ、三角形ABEは鋭角三角形となる。
∴点A、B間の弧に沿った距離がxの場合に、
円周上に任意に点Eをとったとき、
三角形ABEが鋭角三角形をなす確率p(x)は、
円周上に占める長さの比から考えて、p(x)=\(\frac{x}{2}\)π。
点Bを円周上の任意の位置にとった場合
その確率Pは、
p(x)をすべてのxについて足し合わせ全体の数で割ればいいため、
p(x)連続関数とすると、
円の半周までの積分を円周で割った値となる。

π
P=2∫ p(x) dx / 2π = \(\frac{1}{2}\)
0

ここで、x>πでは点Eは反対側となるが、
x<πの時と同様なのでその対称性から2倍した。
点A、B、Eの順序はないため、Pはそのままでよい。

∴円周上に任意にとった3点が鋭角三角形をなす確率は\(\frac{1}{2}\)。

お便り
日付 2002/10/1
回答者 juin


しふるさんの解答で正解だと思います。
単純な計算間違いだと思いますが
p=2∫(\(\frac{x}{2}\)π)d\(\frac{x}{2}\)π=\(\frac{1}{4}\)
だから
  答え\(\frac{1}{4}\)

お便り
日付 2002/12/2
回答者 tetsuya kobayashi


<問1>
http://members.tripod.co.jp/~satosh\(i_{h}\)mn\(\frac{y}{822}\)-1.gif
この問題は久々に「解けて嬉しかった」問題です。
しかし
双曲線関数の式(もしくはカテナリーの式)を知らなければ解けないでしょう。

<問2>
n は素数で、10 と互いに素ですから、
Fermat の小定理より、10^(n-1)-1 は n で割り切れます。
1=0.999999... と考えれば、n 桁の数 999...9 が n で割り切れることから、
\(\frac{1}{n}\) について、
小数第 n 位から小数第 2n-2 位は、小数第 1 位から小数第 n-1 位と
同じものになります。
したがって、\(\frac{100}{n}\) の小数第 n 位の数は \(\frac{1}{n}\) の小数第 n+2 桁の数と等しく、
したがって
\(\frac{1}{n}\) の小数第 3 桁に等しいので、n≧1000 であることより、
求める数字は 0 となります。

※これで<822>の未解決問題は全て解決しました。