2016年名大数学4問目

問題は以下のページから(河合塾のサイトです)

http://kaisoku.kawai-juku.ac.jp/nyushi/honshi/16/n01.html

 

4問目

(1)

解と係数の関係を使う問題。

解と係数の関係を使うと、6つの式が出てきた。

その6つの式を色々といじってみる。

cd=b ef=d ab=f -①

これらを全部掛け合わせると、abcdef=bdf  -②

という式になった。

ここで注意すべきは、bdf=0の場合があるといことです。

bfd=0の場合、bdfで両辺を割ることはできません。

なので、場合分けが必要です。

 

(ア)bdf=0のとき、

(ⅰ)少なくともb=0

このとき、式にb=0を代入していくと、a,b,c,d,e,f全てが0になる。

(ⅱ)少なくともd=0

このときもa,b,c,d,e,f全て0になる。

(ⅲ)少なくともf=0

このときもa,b,c,d,e,f全て0になる。

 

(イ)bfd≠0のとき

②はace=1となる。

ace=1となる組み合わせをすべて書き出してみる。

そうすると、(a,c,e)=(1,1,1),(-1,-1,1),(-1,1,-1),(1.-1,-1)

黄色のとき、(b,d,f)=(-2,-2,-2)

このときは式に代入して全てが成立するため、適する。

青のとき、(b,d,f)=(0,0,0)

このときはbfd=0となるので、不適。

緑のとき、(b,d,f)=(0,0,0)

このときはbfd=0となるので不適。

赤のとき

このときは、c+d=-aにc=-1,d=2,a=1を代入すると、1=-1となり不適。

よって答えは、

(a,b,c,d,e,f)=(0,0,0,0,0,0),(1,-2,1,-2,1,-2)

 

(2)

(ⅰ)

これは自分なりに解答を書いてみました。

存在することを示すためには、確かに存在することが示せればOKです。

 

解と係数の関係をまず使って式を立てる。

an+1+bn+1=-an  -③

an+1bn+1=bn  -④

④より、bn=an+1an+2an+3・・・an+kbn+k (k=1,2,3,・・・)

n=mのとき、

仮にbm=0かつam+k≠0(k=0,1,2,3,・・・)とおくと、

bm=bm+k=0  (k=0,1,2,3,・・・) 

つまりこの時

bm=bm+1=bm+2=・・・=0 -⑤

が成り立つ。

よって、bm=0かつam+k≠0(k=0,1,2,3,・・・)となるものが実際に存在したとすれば、⑤となるものは存在する

bm=0かつam+k≠0(k=0,1,2,3,・・・)となるものが存在すると仮定する。

そのとき、⑤より、am+1=-amとなり、am=α(-1)^mとおける。(αは0以外の任意の整数)

am+k=α(-1)^(m+k)≠0 (k=0,1,2,3,・・・)

である。このとき、与式は、x^2+α(-1)^(m+k)x=0となり、確かにx=0,α(-1)^(m+k+1)=bm+k+1,am+k+1  (k=0,1,2,3,・・・)という2解(bm+k+1,am+k+1)が存在するため、題意の条件を満たす。

したがって、bm=0かつam+k≠0(k=0,1,2,3,・・・)となるものは存在する。

ゆえに⑤となるものは存在する。

 

↑自己流の証明なので、正しいかどうかはわかりません。参考程度にしてみてください。

 

(ⅱ)
bn=0のときは、上記より、an=α(-1)^n(αは0以外の整数)

an=bn=0と仮定すると、

an+1+bn+1=0

an+1bn+1=0

より、an+1=bn+1=0 an=bn=0を与式に代入すると、x^2=0 x=0=an+1=bn+1となり題意の条件を満たす。

よってαが0の場合も適するのでbn=0のときはan=α(-1)^n(αは整数)

 

bn≠0のときも、河合塾の解答より、bm=bm+1=bm+2=・・・となるmは存在する。bm=c(定数)とおく。

なぜbm=bm+1=bm+2=・・・

が成立する場合のみだけ考えてよいのかわかりませんでしたが、bm=bm+1=・・・を使えば解けるようです。

bm=bm+1=・・・

が成立しない場合はどうなるのかがわかりませんでした。

 

 

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