初等整数論の問題②at MATH
初等整数論の問題② - 暇つぶし2ch285:132人目の素数さん
11/01/10 23:27:48
12.nを2以上の整数とする。非負実数a1,…,anが a1+…+an=1 をみたすとき、
   
    {Σ(i=1~n)(i*ai)}*{Σ(i=1~n)(ai/i)}^2

   としてありうる最大の値を求めよ。


数オリスレでは12が誰も解けないみたいだから、おまえら助けてやれや

286:132人目の素数さん
11/01/10 23:49:03
現役離れたおっさんには無理だにゃ~

287:132人目の素数さん
11/01/11 00:19:54
^^の人に期待か

288:132人目の素数さん
11/01/11 00:37:16
>>285
1

289:132人目の素数さん
11/01/11 00:40:56
a1=1
a2=…=an=0

290:132人目の素数さん
11/01/11 00:48:11
>12番が1とかいう噂が漂っているが証明でもないくせにそんな自明解だったら財団に切れるぞ

291:132人目の素数さん
11/01/11 01:29:57
>>290
勝手に切れてろ

292:132人目の素数さん
11/01/11 06:26:45
>>288
an = (1-1/n)*(1/3)
a1 = 1-an
a2 = … = a_{n-1} = 0

とすると、nが十分大きいとき与式は1を超える。

293:132人目の素数さん
11/01/11 09:07:16
>>285
全展開後の相加→相乗平均から、
a1= …= anのとき最大値 n {Σ(i=1~n)(i)}*{Σ(i=1~n)(1/i)}^2 を取る?

294:132人目の素数さん
11/01/11 09:43:44
368 名前:132人目の素数さん[sage] 投稿日:2011/01/11(火) 07:11:40
<さらに転載>

12
4(n+1)^3/27n^2
a_2~a_n-1を0として3次関数の増減調べただけ。
たしかa_1=(2n-1)/3(n-1) a_n=(n-2)/3(n-1)。
でも(僕のあてにならない感覚ですが)感覚的にこれは正しそう。証明が無理・・・
これ以上の式が答えであることは確実です。

295:132人目の素数さん
11/01/12 09:19:53
上から目線の例の人もお手上げか

296:132人目の素数さん
11/01/12 09:23:59
というかまだ今年はあらわれてないな

297:132人目の素数さん
11/01/12 14:18:53
>>271が例の人だろw

298:132人目の素数さん
11/01/12 18:33:40
最大値が存在することは簡単に証明できるけど、(ほぼ明らかだが)
具体的にそれがなにかはあの問題の場合は難しいきがする。

スレチ-不等式スレ池

299:132人目の素数さん
11/01/12 20:19:25
>>297
^^じゃないだろ

300:132人目の素数さん
11/01/12 23:12:20
^^の人と上から目線の例の人は違うよ

301:132人目の素数さん
11/01/15 08:51:26
>>284

1. 1≦b-a, 2≦c-b, 3≦d-c,
 辺々たすと、 6≦d-a,
 d-a=6: (1,2,4,7) (2,3,5,8) (3,4,6,9)
 d-a=7: (1,2,4,8) (2,3,5,9)
 d-a=8: (1,2,4,9) (1,2,5,9)

2.
 A = 1 + 4 + 7 + ・・・・・ + 2011,
 A =   1 + 4 + ・・・・・ + 2008 + 2011,
 A =   1 + 4 + ・・・・・ + 2008 + 2011,
相加平均して
A = 1/3 + 2 + 5 + ・・・・・ + 2009 + 2011*(2/3)
 = 1/3 + B + 2011*(2/3)
 = B + 1341,

3.
 題意により、abcd と efg は互いに素。
 ∴ 6を含む項はまた2,3,4も含むはずだから、
 {a,b,c,d} = {2,3,4,6}, {e,f,g} = {1,5,7} p=144+35=179,

5.
 (10a+3)(10a+7) = 100a(a+1) + 21 ≡ 21 (mod 200)
 (100b+21)(100c+21)(100d+21)(100e+21)(100f+21) ≡ 1 (mod 100),
 ∴ 50ごとに1に戻るので 2000以上の因数を考えればよく、
 2003x2007 = 4020021 ≡ 21 (mod 100) より 2

8.
 P = 3154 = 38 * 83

302:132人目の素数さん
11/01/15 11:55:02
>>301
5の無駄を省いたバージョン

φ(100)=40, 任意の非負整数nに対して、(10n+3)(10n+7)≡21 (mod 100)
したがって、問題の積≡21^(201)≡21^(40*5+1)≡21 (mod 100)

303:132人目の素数さん
11/01/15 12:28:01
任意に a+b=10^k を満たす正整数a,b,kの組を固定する。(a,bはk桁とする)
3k+1桁以下の正整数のうち下k桁がaまたはbであるような数の総積をPとする。
このとき、P-1は10^(2k)で割り切れることを証明せよ。

304:訂正
11/01/15 12:30:15
(10,ab)=1 を条件に追加しておく。 これでOK

305:132人目の素数さん
11/01/15 19:56:58
>>285
4(n+1)^3/27n^2

306:132人目の素数さん
11/01/15 22:46:20
>>285

つまり、与式の最大に関しては、 (x,0,・・・・,0,1-x) を考えれば十分だから
 (与式) ≦ {x + n(1-x)}{x + (1-x)/n}^2
 = {x + n(1-x)}{[1 +(n-1)x]/2}^2・(2/n)^2
 ≦ {(n+1)/3}^3・(2/n)^2   (← 相乗・相加平均)
 = 4(n+1)^3/(27n^2),     >>305
等号成立は x = (2n-1)/(3(n-1)) のとき


307:132人目の素数さん
11/01/15 22:48:51
>>305
>>306
どうしてa1, an以外は0なの?

308:132人目の素数さん
11/01/15 23:04:27
>>306
『与式の最大に関しては、 (x,0,・・・・,0,1-x) を考えれば十分だから』

なぜ? それはかなり非自明な匂いがしますが・・・

309:132人目の素数さん
11/01/15 23:14:31
そのレベルですか
まずはn=3の場合はやってみてはいかがですかな

310:132人目の素数さん
11/01/15 23:28:20
>>305>>306
>>294で既に出てるよ。


311:306
11/01/15 23:33:50
>>285 >>294 >>307-308

〔補題〕与式の最大に関しては、 (x,0,・・・・,0,1-x) を考えれば十分。

(略証)
 (与式) = F(a_1,a_2,・・・・,a_n)・G(a_1,a_2,・・・・,a_n)^2,
と書ける。ここに
 F(t_1,t_2,・・・・,t_n) = Σ(i=1~n) i・t_i,
 G(t_1,t_2,・・・・,t_n) = Σ(i=1~n) t_i/i,
いま
 x = {1/(n-1)}Σ(j=1~n-1) (n-j)・a_j,
 1-x = {1/(n-1)}Σ(j=2~n) (j-1)・a_j,
とおけば
 ⊿F = F(x,0,・・・・,0,1-x) - F(a_1,a_2,・・・・,a_n) = 0,
 ⊿G = G(x,0,・・・・,0,1-x) - G(a_1,a_2,・・・・,a_n)
   = (1/n)Σ(j=2~n-1) {(n-j)(j-1)/j}・a_j > 0,
また
 y = {1/(n-1)}Σ(j=1~n-1) (n-j)・a_j/j,
 1-y = {n/(n-1)}Σ(j=2~n) (j-1)・a_j/j,
とおけば
 ⊿F = F(y,0,・・・・,0,1-y) - F(a_1,a_2,・・・・,a_n)
   = Σ(j=2~n-1) (n-j)(j-1)・a_j > 0,
 ⊿G = G(y,0,・・・・,0,1-y) - G(a_1,a_2,・・・・,a_n) = 0,
いずれの場合も F・G^2 は増加する。
よって頭書の結論を得る。(終)

312:132人目の素数さん
11/01/15 23:34:00
証明が重要なわけで それが書かれていない時点でお察し。


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