수리논술, 이게 다다.

자연계열 3번

오류 제보

문제

[문제 3] 다음 제시문 <가>~<다>를 읽고 물음에 답하시오.

<가> 다항식 (a+b)m\displaystyle (a+b)^m의 전개식은 아래와 같이 주어진다.(a+b)m=mC0am+mC1am−1b1+⋯+mCram−rbr+⋯+mCmbm\displaystyle (a+b)^m={}_m\mathrm C_0a^m+{}_m\mathrm C_1a^{m-1}b^1+\cdots+{}_m\mathrm C_ra^{m-r}b^r+\cdots+{}_m\mathrm C_mb^m

<나> n\displaystyle n은 아래의 성질을 갖는다.(1) n\displaystyle n은 자연수이다.(2) n\displaystyle n은 홀수이다.(3) n\displaystyle n은 5\displaystyle 5의 배수가 아니다.

<다> 제시문 <나>의 조건을 만족하는 n\displaystyle n에 대해 pn\displaystyle p_n은 n201\displaystyle n^{201}을 1000\displaystyle 1000으로 나누었을 때의 나머지이다.예를 들면 p3\displaystyle p_3은 3201\displaystyle 3^{201}을 1000\displaystyle 1000으로 나누었을 때의 나머지이다.

3-1. 제시문 <다>에서 정의된 p3\displaystyle p_3을 구하시오. [10점]

3-2. 제시문 <다>에서 정의된 pn\displaystyle p_n에 대해, a1=p1\displaystyle a_1=p_1, a2=p3\displaystyle a_2=p_3, a3=p7\displaystyle a_3=p_7, a4=p9\displaystyle a_4=p_9, a5=p11\displaystyle a_5=p_{11}, a6=p13\displaystyle a_6=p_{13}, a7=p17\displaystyle a_7=p_{17}, a8=p19\displaystyle a_8=p_{19}, ⋯\displaystyle \cdots으로 새로운 수열 ak\displaystyle {a_k}를 정의한다. 이때 ∑k=120ak\displaystyle \sum_{k=1}^{20}a_k를 구하시오. [20점]

해설강의 준비중

3-1.[풀이]3201=3⋅3200=3⋅9100=3⋅(10−1)100=3⋅(100C0(−1)100+100C1 10(−1)99+⋯+100C100 10100)\displaystyle \begin{aligned}3^{201}&=3\cdot3^{200}\\&=3\cdot9^{100}\\&=3\cdot(10-1)^{100}\\&=3\cdot({}_{100}C_0(-1)^{100}+{}_{100}C_1\,10(-1)^{99}+\cdots+{}_{100}C_{100}\,10^{100})\end{aligned}이 때, 100C1 10(−1)99+⋯+100C100 10100\displaystyle {}_{100}C_1\,10(-1)^{99}+\cdots+{}_{100}C_{100}\,10^{100}=1000(−1+505+⋯+1097)\displaystyle =1000(-1+505+\cdots+10^{97})이므로 1000 으로 나누어 떨어진다.Correction. 이항전개에서 1000\displaystyle 1000을 묶은 뒤의 계수 505\displaystyle 505는 495\displaystyle 495의 오기이다.그러나 원칙에 따라 원문 표기를 그대로 실었다.따라서, 3200\displaystyle 3^{200}을 1000으로 나누었을 때, 나머지는 1이고,3201\displaystyle 3^{201}을 1000으로 나누었을 때, 나머지는 3이다. 그러므로, P3=3\displaystyle P_3=3이다.

3-2.[풀이] 7201=7⋅7200=7⋅49100=7⋅(50−1)100=7⋅(100C0(−1)100+100C1 50(−1)99+⋯+100C100 50100)\displaystyle \begin{aligned}7^{201}&=7\cdot7^{200}\\&=7\cdot49^{100}\\&=7\cdot(50-1)^{100}\\&=7\cdot({}_{100}C_0(-1)^{100}+{}_{100}C_1\,50(-1)^{99}+\cdots+{}_{100}C_{100}\,50^{100})\end{aligned}이 때, 100C1 50(−1)99+⋯+100C100 50100\displaystyle {}_{100}C_1\,50(-1)^{99}+\cdots+{}_{100}C_{100}\,50^{100}은 1000 으로 나누어 떨어진다.따라서, 7201\displaystyle 7^{201}을 1000으로 나누었을 때, 나머지는 7이다.그러므로, P7=7\displaystyle P_7=7이다.

9201=9⋅9200=9⋅(10−1)200=9⋅(200C0(−1)200+200C1 10(−1)199+⋯+200C200 10200)\displaystyle \begin{aligned}9^{201}&=9\cdot9^{200}\\&=9\cdot(10-1)^{200}\\&=9\cdot({}_{200}C_0(-1)^{200}+{}_{200}C_1\,10(-1)^{199}+\cdots+{}_{200}C_{200}\,10^{200})\end{aligned}이므로, P9=9\displaystyle P_9=9.

11201=11⋅11200=11⋅(10+1)200=11⋅(200C0+200C1 10+⋯+200C200 10200)\displaystyle \begin{aligned}11^{201}&=11\cdot11^{200}\\&=11\cdot(10+1)^{200}\\&=11\cdot({}_{200}C_0+{}_{200}C_1\,10+\cdots+{}_{200}C_{200}\,10^{200})\end{aligned}이므로, P11=11\displaystyle P_{11}=11

13201=13⋅(10+3)200=13⋅(200C0 3200+200C1 10(3)199+⋯+200C200 10200)\displaystyle \begin{aligned}13^{201}&=13\cdot(10+3)^{200}\\&=13\cdot({}_{200}C_0\,3^{200}+{}_{200}C_1\,10(3)^{199}+\cdots+{}_{200}C_{200}\,10^{200})\end{aligned}이다.3-1 의 결과에서 3200\displaystyle 3^{200}을 1000으로 나눈 나머지는 1이고,200C1 10(3)199+⋯+200C200 10200\displaystyle {}_{200}C_1\,10(3)^{199}+\cdots+{}_{200}C_{200}\,10^{200}는 1000으로 나누어떨어진다.따라서 P13=13\displaystyle P_{13}=13.위와 같은 방법으로P17=17\displaystyle P_{17}=17, P19=19,⋯ ,P49=49\displaystyle P_{19}=19,\cdots,P_{49}=49이다.따라서, ∑k=120ak=P1+P3+⋯+P49=∑k=125(2k−1)−5(1+3+5+7+9)=500\displaystyle \begin{aligned}\sum_{k=1}^{20}a_k&=P_1+P_3+\cdots+P_{49}\\&=\sum_{k=1}^{25}(2k-1)-5(1+3+5+7+9)=500\end{aligned}이다.

첨삭 사례

아직 등록된 첨삭 사례가 없습니다.

질문과 답변 · 0개질문과 답변 · 고정 0개

아직 등록된 질문이 없습니다. 질문 작성은 멤버십 회원만 가능합니다.