【数学良問の旅】鳥取大(証明問題)

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  • Опубліковано 3 лис 2024

КОМЕНТАРІ • 28

  • @shinsukekishimoto8877
    @shinsukekishimoto8877 2 роки тому +22

    「a!+2が2の累乗になる自然数aをすべて求めよ」とすると良問度がアップしそう。
    (2!+2=4、3!+2=8は2の累乗、a≧4のときは動画の説明通りで不適)

  • @sinazuma3560
    @sinazuma3560 2 роки тому +28

    2で括れば
    2×(3×4×…×a+1)
    で括弧の中は必ず奇数。
    括弧内が2の冪乗の形とならないことから以下省略。

    • @shaphere939
      @shaphere939 2 роки тому +1

      これに一票

    • @にひりん
      @にひりん Рік тому

      これで1分で瞬殺じゃない?この問題

  • @ねおすぱむ
    @ねおすぱむ 2 роки тому +22

    a≧4ってことはa!は24の倍数だから
    a!=24bと表せる(bは自然数)
    24b+2=2(12b+1)
    12b+1は奇数、bは自然数より12b+1≧13よって
    2以外の素因数を持つから矛盾

  • @satoshiishibashi7464
    @satoshiishibashi7464 2 роки тому +7

    ベスト5と言われると1~3位の可能性感じるけど、ベスト4と言われるとそれを感じなくなる不思議

  • @TAMAKA6192
    @TAMAKA6192 2 роки тому +5

    おはようございますです。
    このテの問題は得意だ~(競プロ脳の叫び)
    さて与式は成立するのは
    a! + 2 = 2^n の時で 移項すると a! = 2^n - 2
    これを2進数で表示すると
    100...0 - 10 = 11...110
    つまり1がずらっと並んで1の位だけが0です
    次に a! ですが、a ≧ 4 ということで 24からスタート
    これは2進数で 11000 です。そして
    5! = 1111000
    6! = 1011010000
    7! = 1001110110000
    という風に、a!が24の倍数である限り、下3桁に1がくることはありません。
    よって、a!と2^n - 2 が等しくなることは有り得ないのでした
    この考え方が出てくるかな と動画視聴
    ……出てきませんでした。
    そりゃまぁ競技プログラミングのネタですからねぇ

  • @nokemoyajuu
    @nokemoyajuu 2 місяці тому

    因数に2をいくつ持つか考えると、自然とわかる

  • @酔生
    @酔生 2 роки тому +2

    a!=2^k-2=2(2^k-1 -1)
    2^k-1 -1は奇数。
    よって右辺は2の倍数になる。
    しかし、左辺は8の倍数になる。
    (a>=4だから)
    したがってこれを満たす解はない。

    • @electromagnezone88
      @electromagnezone88 2 роки тому

      下手すれば0点解答ですねそれ…。
      不足以前に言葉が間違っています。
      a!は2の倍数です。

    • @酔生
      @酔生 2 роки тому +1

      @@electromagnezone88
      ほんとですね。8の倍数になるの間違いです。

  • @electromagnezone88
    @electromagnezone88 2 роки тому +4

    数学的帰納法も背理法も対偶証明法も使用不要です:
    a ≧ 4のとき,
    a!+2=P{a, a-4}*4!+2 ≡ 2 (mod 4)なので,a!+2は4の倍数では無い。
    更にa ≧ 4のとき,a!>0 ⇔ a!+2>2。
    a!+2が4の倍数で無い以上,これが2の累乗となるには2にならなければならないが,実際には2よりも大きいので,a!+2は2の累乗を取らない。◾︎

  • @あもう-t9p
    @あもう-t9p Рік тому +2

    なぜか島根が飛ばされてるのほんと草

  • @suzumechannel773
    @suzumechannel773 2 роки тому +1

    「a!+2」と「2の累乗」はmod 4での性質が違うよねと言うだけでいいと思います。
    背理法は非常に強力で便利ですが、この問題は使わない方が個人的に「数学わかってるな」という印象を受けます。
    テニスコートに卓球台を置いて卓球をやってる感じがします(笑)

    • @electromagnezone88
      @electromagnezone88 2 роки тому

      2の累乗は絶対に4の倍数かと言うのを考えないと,背理法以上の不十分解答になるんですが…。

    • @suzumechannel773
      @suzumechannel773 2 роки тому

      @@electromagnezone88
      もちろんそうですよ!
      動画内では累乗の指数が5以上のときを考えているので、その場面に対して言っています。

    • @electromagnezone88
      @electromagnezone88 2 роки тому

      @@suzumechannel773 それを示さずにmod 4での性質が違うと言うのは些か乱暴になります。
      言う前に書いて示すのが数学の真骨頂であり,仮にk ≧ 5を示しても,具体的に言うのが原則。
      式で表しても,背理法みたいな説明は無くても形は同じですし。

    • @suzumechannel773
      @suzumechannel773 2 роки тому

      @@electromagnezone88
      どうやら言葉足らずだったようです。ごめんなさい。
      私が先に言った「mod 4での性質が違う」は「a!+2≡2, 2^k≡0 (mod 4)」の事であり、
      解答ではもちろん具体的に書きますよ。
      上のコメントの趣旨は
      「背理法を使わなくても a!+2≡2, 2^k≡0 (mod 4) という性質の違いを言えば伝わるので大丈夫だと思います」
      です。分かりづらくてすみません。

  • @オモドウ-b4p
    @オモドウ-b4p 2 роки тому +3

    a≧4よりa!=3k(kは自然数).よって2累乗とならない.

    • @オモドウ-b4p
      @オモドウ-b4p 2 роки тому

      あ、 +2ですね。
      ちゃんと書きます。
      証明)
      m・2^n +2が2累乗となるとする.(m,nは自然数でmは2の倍数でない)
      これより2^nを少なくとも因数に持つはずである.n≧2のとき、矛盾.
      したがってn≧2においてm・2^n +2は2累乗でない.
      a≧4よりa!は2^2を因数に持つ.よってa! +2は2累乗でない. (終

  • @electromagnezone88
    @electromagnezone88 2 роки тому

    合同式の問題点はやはりと言えばやはりですがありますね:
    ・p,q,sを整数,rを2以上の自然数とするとき,
    p=qr+s ⇔ p ≡ s (mod r)
    と定義出来るが,右の合同式は商qを認識していない。
    今回の問題にしても,大部分は合同式を使えば楽ですが,むしろ範囲認識の方が重要ですので,ちゃんと「階乗は自然数」とか「取りうる2の冪乗は5以上」とかを考えるのが最優先です。
    上の商qを意識せずに進めた場合,与式も2の冪乗も余り2を取りうることを無視してしまいます。

  • @BA-vg9tl
    @BA-vg9tl 2 роки тому

    解けた

  • @mathseeker2718
    @mathseeker2718 2 роки тому

    与式≡2 mod4
    一方、2の累乗≡0 mod4
    を言って終わりでは?

    • @electromagnezone88
      @electromagnezone88 2 роки тому

      累乗は自然数乗に該当しますので,2^1も2の累乗の一つです。
      ですので,与式が2超であることを示さないと不十分解答になります。

    • @mathseeker2718
      @mathseeker2718 2 роки тому

      そうですね。それは認識しています。
      aが4以上ですから、2の累乗になるとしたら、2^2よりは大きいと一言添える必要がありますね。
      上記ではそれを省略していました。