수리논술, 배움에서 논증의 완성까지.

자연계열 3번

문제

🔒
짧은 시간에 너무 많은 문제를 여셔서 열람을 잠시 제한했습니다. 잠시 후 다시 시도하시거나 로그인해 주세요.
해설강의 준비중

논제 1.

+6점 · ak\displaystyle a_kak+2\displaystyle a_{k+2}가 모두 홀수라고 하자. an\displaystyle a_n이 홀수이고 an+1\displaystyle a_{n+1}이 짝수이면 an+an+1\displaystyle a_n+a_{n+1}이 홀수이므로 an+2=3(an+an+1)+1\displaystyle a_{n+2}=3(a_n+a_{n+1})+1은 짝수이다. 그런데 ak\displaystyle a_kak+2\displaystyle a_{k+2}가 모두 홀수이므로 ak+1은 홀수이다.\displaystyle \underline{a_{k+1}\text{은 홀수이다.}}

ak\displaystyle a_kak+2\displaystyle a_{k+2}가 모두 홀수라고 하자.an\displaystyle a_n이 홀수이고 an+1\displaystyle a_{n+1}이 짝수이면 an+an+1\displaystyle a_n+a_{n+1}이 홀수이므로 an+2=3(an+an+1)+1\displaystyle a_{n+2}=3(a_n+a_{n+1})+1은 짝수이다. 그런데 ak\displaystyle a_kak+2\displaystyle a_{k+2}가 모두 홀수이므로 ak+1은 홀수이다.\displaystyle \underline{a_{k+1}\text{은 홀수이다.}}

+6점 · 또한, an\displaystyle a_n이 짝수이고 an+1\displaystyle a_{n+1}이 홀수이면 an+an+1\displaystyle a_n+a_{n+1}이 홀수이므로 an+2=3(an+an+1)+1\displaystyle a_{n+2}=3(a_n+a_{n+1})+1은 짝수이다. 그런데 ak\displaystyle a_kak+1\displaystyle a_{k+1}이 모두 홀수이므로 k1\displaystyle k-1이 자연수일 때 ak1도 홀수이다.\displaystyle \underline{a_{k-1}\text{도 홀수이다.}}

또한, an\displaystyle a_n이 짝수이고 an+1\displaystyle a_{n+1}이 홀수이면 an+an+1\displaystyle a_n+a_{n+1}이 홀수이므로 an+2=3(an+an+1)+1\displaystyle a_{n+2}=3(a_n+a_{n+1})+1은 짝수이다. 그런데 ak\displaystyle a_kak+1\displaystyle a_{k+1}이 모두 홀수이므로 k1\displaystyle k-1이 자연수일 때 ak1도 홀수이다.\displaystyle \underline{a_{k-1}\text{도 홀수이다.}}

+6점 · 그러면 k2\displaystyle k-2가 자연수일 때 ak1\displaystyle a_{k-1}ak\displaystyle a_k가 모두 홀수이므로 ak2도 홀수이다.\displaystyle \underline{a_{k-2}\text{도 홀수이다.}} 이와 같이 계속하면 ak3,  ,  a1\displaystyle a_{k-3},\;\cdots,\;a_1이 모두 홀수임을 얻는다.

그러면 k2\displaystyle k-2가 자연수일 때 ak1\displaystyle a_{k-1}ak\displaystyle a_k가 모두 홀수이므로 ak2도 홀수이다.\displaystyle \underline{a_{k-2}\text{도 홀수이다.}}이와 같이 계속하면 ak3,  ,  a1\displaystyle a_{k-3},\;\cdots,\;a_1이 모두 홀수임을 얻는다.

+2점 · 따라서 nk+2인 모든 자연수 n에 대하여 an은 홀수이다.\displaystyle \underline{n\leq k+2\text{인 모든 자연수 }n\text{에 대하여 }a_n\text{은 홀수이다.}} 그러므로 명제 p\displaystyle p는 참이다.

따라서 nk+2인 모든 자연수 n에 대하여 an은 홀수이다.\displaystyle \underline{n\leq k+2\text{인 모든 자연수 }n\text{에 대하여 }a_n\text{은 홀수이다.}}그러므로 명제 p\displaystyle p는 참이다.

논제 2.

+9점 · a5\displaystyle a_5가 홀수인 경우와 짝수인 경우로 나누어 생각하자. i) a5\displaystyle a_5가 홀수인 경우: 명제 p\displaystyle p가 참이고 a3=19\displaystyle a_3=19이므로 명제 p\displaystyle p에 의해 a1,a2,,a5\displaystyle a_1,a_2,\cdots,a_5는 모두 홀수이다. 따라서 (a4+a5)/2=a6=22\displaystyle (a_4+a_5)/2=a_6=22이고 a5=(a3+a4)/2=(19+a4)/2\displaystyle a_5=(a_3+a_4)/2=(19+a_4)/2이다. 그러므로 a4+a5=44\displaystyle a_4+a_5=44이고 2a5=19+a4\displaystyle 2a_5=19+a_4이다. 따라서 a5=21\displaystyle a_5=21이고 a4=23\displaystyle a_4=23이다. 그런데 a2+a3=2a4\displaystyle a_2+a_3=2a_4이므로 a2=2a4a3=4619=27\displaystyle a_2=2a_4-a_3=46-19=27이고, a1+a2=2a3\displaystyle a_1+a_2=2a_3이므로 a1=2a3a2=3827=11\displaystyle a_1=2a_3-a_2=38-27=11이다. 따라서 수열 11,27,19,23,21,22,\displaystyle 11,27,19,23,21,22,\cdots이 주어진 조건을 만족하고 a1=11\displaystyle a_1=11이다.

a5\displaystyle a_5가 홀수인 경우와 짝수인 경우로 나누어 생각하자.i) a5\displaystyle a_5가 홀수인 경우:명제 p\displaystyle p가 참이고 a3=19\displaystyle a_3=19이므로 명제 p\displaystyle p에 의해 a1,a2,,a5\displaystyle a_1,a_2,\cdots,a_5는 모두 홀수이다.따라서 (a4+a5)/2=a6=22\displaystyle (a_4+a_5)/2=a_6=22이고 a5=(a3+a4)/2=(19+a4)/2\displaystyle a_5=(a_3+a_4)/2=(19+a_4)/2이다.그러므로 a4+a5=44\displaystyle a_4+a_5=44이고 2a5=19+a4\displaystyle 2a_5=19+a_4이다. 따라서 a5=21\displaystyle a_5=21이고 a4=23\displaystyle a_4=23이다.그런데 a2+a3=2a4\displaystyle a_2+a_3=2a_4이므로 a2=2a4a3=4619=27\displaystyle a_2=2a_4-a_3=46-19=27이고,a1+a2=2a3\displaystyle a_1+a_2=2a_3이므로 a1=2a3a2=3827=11\displaystyle a_1=2a_3-a_2=38-27=11이다.따라서 수열 11,27,19,23,21,22,\displaystyle 11,27,19,23,21,22,\cdots이 주어진 조건을 만족하고 a1=11\displaystyle a_1=11이다.

+9점 · ii) a5\displaystyle a_5가 짝수인 경우: 이 경우 a4\displaystyle a_4가 홀수인 경우와 짝수인 경우로 나누어 살펴보자. 1) a4\displaystyle a_4가 홀수인 경우: a5=(a3+a4)/2\displaystyle a_5=(a_3+a_4)/2이고 a6=3(a4+a5)+1\displaystyle a_6=3(a_4+a_5)+1이 성립한다. 따라서 2a5=19+a4,a4+a5=7\displaystyle 2a_5=19+a_4,\quad a_4+a_5=7이다. 그러므로 3a5=26\displaystyle 3a_5=26이다. 이를 만족하는 양의 정수 a5\displaystyle a_5는 없으므로 주어진 조건을 만족하는 양의 정수 a1\displaystyle a_1은 없다. 2) a4\displaystyle a_4가 짝수인 경우: a5=3(a3+a4)+1\displaystyle a_5=3(a_3+a_4)+1이고 a6=(a4+a5)/2\displaystyle a_6=(a_4+a_5)/2을 만족한다. 따라서 a5=3a4+58,a4+a5=44\displaystyle a_5=3a_4+58,\quad a_4+a_5=44이다. 그러므로 4a4+14=0\displaystyle 4a_4+14=0이다. 이를 만족하는 양의 정수 a4\displaystyle a_4는 없으므로 주어진 조건을 만족하는 양의 정수 a1\displaystyle a_1은 없다.

ii) a5\displaystyle a_5가 짝수인 경우:이 경우 a4\displaystyle a_4가 홀수인 경우와 짝수인 경우로 나누어 살펴보자.1) a4\displaystyle a_4가 홀수인 경우:a5=(a3+a4)/2\displaystyle a_5=(a_3+a_4)/2이고 a6=3(a4+a5)+1\displaystyle a_6=3(a_4+a_5)+1이 성립한다.따라서 2a5=19+a4,a4+a5=7\displaystyle 2a_5=19+a_4,\quad a_4+a_5=7이다. 그러므로 3a5=26\displaystyle 3a_5=26이다.이를 만족하는 양의 정수 a5\displaystyle a_5는 없으므로 주어진 조건을 만족하는 양의 정수 a1\displaystyle a_1은 없다.2) a4\displaystyle a_4가 짝수인 경우:a5=3(a3+a4)+1\displaystyle a_5=3(a_3+a_4)+1이고 a6=(a4+a5)/2\displaystyle a_6=(a_4+a_5)/2을 만족한다.따라서 a5=3a4+58,a4+a5=44\displaystyle a_5=3a_4+58,\quad a_4+a_5=44이다. 그러므로 4a4+14=0\displaystyle 4a_4+14=0이다.이를 만족하는 양의 정수 a4\displaystyle a_4는 없으므로 주어진 조건을 만족하는 양의 정수 a1\displaystyle a_1은 없다.

+2점 · 따라서 A={11}\displaystyle A=\{11\}이다.

따라서 A={11}\displaystyle A=\{11\}이다.

첨삭 사례

아직 등록된 첨삭 사례가 없습니다.

질문과 답변 · 0개질문과 답변 · 고정 0개

아직 등록된 질문이 없습니다. 질문 작성은 멤버십 회원만 가능합니다.