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初投稿 東工大 2013

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初投稿です!
私は数学が(相対的に)苦手なので大した記事は書けませんがよろしくお願いします!

2次方程式x23x+5=0の2つの解α,βに対し,αn+βn3nはすべて正の整数nについて5の整数倍になることを示せ。 (東工大 2013)

1(1)の問題ですが、個人的に面白いと思った入試問題です。
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

解答

全ての正整数nというところから、数学的帰納法を考えます。
[1] n=1,n=2のときαn+βn3nは5の倍数になる。
[2] n=k,k+1のとき、αn+βn3nが5の倍数になると仮定すると、
αk+βk, αk+1+βk+1は整数で、αk+1+βk+13k+1 mod5なので、
αk+2+βk+23k+2
=(α+β)(αk+1+βk+1)αβ(αk+βk)3k+2 
=3(αk+1+βk+1)5(αn+βn)3k+2 
3×3k+13k+2 
0 mod5
(解と係数の関係より α+β=3 αβ=5)

感想

主張が綺麗だなと思いました。一見綺麗ではない式が整数になってしかも5で割り切れるなんて...!
なんか理由みたいなものってあるんでしょうかね(極形式でやってみたけど無理そうでした)フィボナッチ数列みたいなものでしょうか
 
(書き方が分からなすぎました)

投稿日:20201124
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