東邦大学/2022年度/一般

6東邦大学 2022年 数学 第6問解答・解説

数列場合の数と確率

1問題

東邦大学2022年度第6問

6. 等差数列 14,11,8,⋯ ,−19,−2214,11,8,\cdots,-19,-22 を考える。この数列から異なる2つの項を選びとる方法は
シス \boxed{\text{シ}}\boxed{\text{ス}}
通りある。また、この数列から異なる2つの項を選びとって積を作るとき、このようにしてできた シス\boxed{\text{シ}}\boxed{\text{ス}} 個の積の和は
センタ \boxed{\text{セ}}\boxed{\text{ン}}\boxed{\text{タ}}
である。

まずは自分で解いてみましょう。解けたら「答え」、詰まったら「解答」で確かめられます。

タイマー

15:00

2答え

答えを見る自分の答えと照らし合わせる
  • シス=78(シ=7、ス=8)。センタ=429(セ=4、ン=2、タ=9)。

3解答

解答を見る途中式つきの解答

解答

数列の一般項は ak=14−3(k−1)=17−3ka_k=14-3(k-1)=17-3k。a13=−22a_{13}=-22 で a14=−25a_{14}=-25 だから項は13個である。異なる2項の選び方は
13C2=78. {}_{13}\mathrm{C}_{2}=78.
従って シス=78\boxed{\text{シス}}=78。

全項の和は
∑k=113ak=13(14−22)2=−52. \sum_{k=1}^{13}a_k=\frac{13(14-22)}2=-52.
また ak=14−3j (j=0,…,12)a_k=14-3j\ (j=0,\ldots,12) と書くと
∑k=113ak2=13⋅142−84∑j=012j+9∑j=012j2=2548−6552+5850=1846. \sum_{k=1}^{13}a_k^2 =13\cdot14^2-84\sum_{j=0}^{12}j+9\sum_{j=0}^{12}j^2 =2548-6552+5850=1846.
異なる2項の積の総和を TT とすれば
2T=(∑ak)2−∑ak2,T=(−52)2−18462=429. 2T=\left(\sum a_k\right)^2-\sum a_k^2, \qquad T=\frac{(-52)^2-1846}{2}=429.
よって センタ=429\boxed{\text{センタ}}=429。

項数は 1313 で、異なる2項の選び方は 7878 通り。全項和 −52-52、平方和 18461846 を求め、二項積の総和を (和)2−平方和2\frac{(\text{和})^2-\text{平方和}}2 で計算して 429429 を得る。

読み終えたら解答を閉じて、もう一度自分の手で解いてみましょう。

この問題で使う考え方

  • 項数と組合せ
  • 平方和から二項積和を計算

答えと解答は AI で作成したものです。誤りに気づいたらお問い合わせから教えてください。

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