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記事No.33484に関するスレッドです

数列 / イオ(高3・文系)
前回はありがとうございました。

今回の問題は、(1)は問題なく分かるのですが、(2)(3)の方は解答を読んでも何が何なのかさっぱりなのです。
分かりやすく解説して頂けると嬉しいです…。

No.33482 - 2015/10/07(Wed) 19:27:33

Re: 数列 / イオ(高3・文系)
以下解答です。
No.33483 - 2015/10/07(Wed) 19:28:09

Re: 数列 / イオ(高3・文系)
続きです。
No.33484 - 2015/10/07(Wed) 19:28:43

Re: 数列 / ヨッシー
(1) を解く間に、どれだけ考察できるかに(2)(3)の取り組め方が変わってきます。

ある連続した2つ以上の自然数を考えると、
2つの連続した数:
 3+4,6+7 などは、片方が奇数で、片方が偶数で、和は奇数です。
逆に奇数はこのような差が1の奇数と偶数に分けることが出来ます。
(元の数の半分に、1/2 を足したものと引いたもの)

3つの連続した数:
 3+4+5,12+13+14 などは、中央の数の3倍になります。
逆に、3の倍数は、3で割った数と、その前後の数とに分ければ、連続した
3つの数に分けられます。
同様に5つの連続した数なら、中央の数の5倍、7つなら7倍が数列の和になります。

4つの連続した数:
 1+2+3+4、4+5+6+7 などは中央付近の2つの数の和の2倍になっています。
2+3=5 の2倍の10。5+6=11 の2倍の22 がそれぞれの4数の和。
同様に6つの連続した数なら、中央付近の2数の和の3倍、8つなら4倍となります。
つまり、和が奇数×Nというふうに分解できる数であれば、奇数を2つの連続した数にして、
その前後にN−1個の数列を付け加えればいいことになります。
例) 11×4=44 の場合 11から 5,6 を作り、その前後に3つずつ数列を付けて
 2,3,4,5,6,7,8,9
を作ることが出来ます。もしこれが、11×8=88 の場合だと、
 −2,−1,0,1,2,3・・・11,12,13
のように、マイナスが出てきてしまいます。こういうときは、11の倍数であることを利用して
88÷11=8 を中心に、前後5つずつの数を付けて
 3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13
を作ります。これは、前に作った
 −2,−1,0,1,2,3・・・11,12,13
の −2,−1,0,1,2 の部分を相殺させて消したものと同じです。

これらを踏まえて
10:5×2 なので、5から 2,3 を作り前後に1個ずつ付ける → 1,2,3,4
11:奇数なので、即座に 5,6
12:3×4 より4を中央値として、前後に1個ずつ,計3個の数列にする→3,4,5
13:奇数なので即座に 6,7
14:7×2なので、7から3,4を作り → 2,3,4,5
15:奇数なので即座に 7,8。他にも3の倍数なので、5を中央値とした→4,5,6
   5の倍異数なので、3を中央値とした→1,2,3,4,5 もあり得ます。

これらを踏まえて、もう一度解答を見てみてください。

(3) は、解答のように数列の和の公式を使わなくても、
もし、2^m が連続したp個の連続した自然数の和で表されると仮定した場合、
pが奇数の場合、中央値((p+1)/2 番目の数) が存在して、それをsとすると
数列の和は s×p となり、奇数を含んだ積になるので、2^m とはなり得ない。

pが偶数の場合、p/2 番目とp/2+1 番目の数は奇数と偶数なので、その和tは奇数。
数列の和は (p/2)×t となり,奇数を含んだ積になるので、2^m とはなり得ない。
というふうにも示せます。

ただし、この裏にあるのは、数列の和の公式の考え方ですので、根本は同じです。

No.33487 - 2015/10/07(Wed) 23:08:34

Re: 数列 / イオ(高3・文系)
ありがとうございます。
解放メモのところと(3)は理解することが出来ました。(少なくともそういうつもりです)

しかし、(2)はどうして「2^m>l」「2^m≦l」という分け方にできるのかがまだよく分かりません…。

No.33489 - 2015/10/08(Thu) 06:53:59

Re: 数列 / ヨッシー
>分け方にできるのか
ではなく、「分けなければいけない」のです。
その理由が上で書いた
>もしこれが、11×8=88 の場合だと、
> −2,−1,0,1,2,3・・・11,12,13
>のように、マイナスが出てきてしまいます。

の部分です。

上の記事では、
 2^m・(2l+1)
を数列に分ける方法を、2つ紹介しました。
1つは、奇数である 2l+1 を l,l+1 という連続した2数に分けて、
その前後に 2^m−1 個の数列を
 ・・・l-3,l-2,l-1,l, l+1,l+2,l+3,l+4・・・・
のようにつなぐ方法です。l の左には、2^m−1 個の数が
並ぶ(l は 2^m番目)わけですが、l>2^m でないと、左の端で
マイナスが出てしまうので、 l<2^m の時はこの方法は使えません。

そこで2つめの方法として、2l+1 が奇数なのを利用して、
中央値に 2^m を置き、その前後に l個ずつの数列を
  ・・・2^m−2, 2^m−1, 2^m , 2^m+1, 2^m+2 ・・・
のようにつなぐ方法を考えます。
2^m の左には l個の数が並ぶ(2^m は l+1番目)わけですが、
2^m>l でないと、左の端でマイナスが出てしまうので、
2^m<l の時は使えません。

このように、2^m>l と 2^m<l とで、数列の作り方が違うのです。

No.33490 - 2015/10/08(Thu) 07:21:41

Re: 数列 / イオ(高3・文系)
ありがとうございました。
理解することが出来ました。

No.33498 - 2015/10/09(Fri) 06:15:09