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東京工業大学 前期 2013年 解答解説 このページの閲覧数
#整数 #場合の数・確率
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東京工業大学 前期 2013年 第1問 (解答解説)

📝 問題
  1. 2次方程式の2つの解,に対し, はすべての正の整数について5の整数倍になることを示せ.

  2. 6個のさいころを同時に投げるとき, ちょうど4種類の目が出る確率を既約分数で表せ.

✏️ 解答解説

【解答】

(1)

の2解をとすると解と係数の関係より

である.新しく

とおくと,(式1)よりの漸化式は

である.また,の時

である. 以下項づつの数学的帰納法によりすべての正の整数でであることを示す.

まずの時,(式6)より

より成立する.

そこで()での成立を仮定する. (式5)より

だが,仮定よりで,かつはの倍数だからもの倍数である.よってでも仮定が成立する.

以上より数学的帰納法によりすべての正の整数ではの倍数である.

(2)

4種類の目が出る場合,6個の出目の内訳(重複度の分割)はまたはの2パターンに限る.6個のさいころを区別すれば全事象は通りで同様に確からしい.

内訳がのとき

個の目のうちどれが回出るかで通り,残りつの目を残り種類の目から選ぶ方法が通りだから,目の選び方は通りある.

各選び方についてどのさいころがどの目になるかの割り当ては,まずつのうちでつある同じ目を選ぶのが通り.さらに残りつの目の割り当てが通りで,合計通りである.

以上からこのパターンの場合の数は

である.

内訳がのとき

回出る目の選び方が通り,残りから回ずつ出る目の選び方が通りで,目の選び方は通りある.

割り当てはまずつのうちでつある同じ目を選ぶのが通りで,残りのつの目を割り当てるのが通りだから合計で通りである.

以上からこのパターンの場合の数は

である.

以上より,求める確率は

である.

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