수리논술, 배움에서 논증의 완성까지.

자연계열 4번

문제

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

(4-1)(EAn)(E+An+An2++Ann1)=EAnn=EE=O\displaystyle (E-A_n)(E+A_n+A_n^2+\cdots+A_n^{n-1})=E-A_n^n=E-E=O이다.EAn=(1cos2πnsin2πnsin2πn1cos2πn)\displaystyle E-A_n=\begin{pmatrix}1-\cos\frac{2\pi}n&\sin\frac{2\pi}n\\-\sin\frac{2\pi}n&1-\cos\frac{2\pi}n\end{pmatrix}이고,(1cos2πn)2+sin22πn=2(1cos2πn)=4sin2πn0(n2)\displaystyle \left(1-\cos\frac{2\pi}n\right)^2+\sin^2\frac{2\pi}n=2\left(1-\cos\frac{2\pi}n\right)=4\sin^2\frac\pi n\ne0\quad(\because n\ge2)이므로 EAn\displaystyle E-A_n은 역행렬을 갖는다. 따라서 제시문에 의해E+An+An2++Ann1=O\displaystyle E+A_n+A_n^2+\cdots+A_n^{n-1}=O.

(4-2)Bn=EBn=An+2An2+3An3++(n1)Ann1\displaystyle B_n=EB_n=A_n+2A_n^2+3A_n^3+\cdots+(n-1)A_n^{n-1} --- ①AnBn=An2+2An3++(n2)Ann1+(n1)Ann\displaystyle A_nB_n=A_n^2+2A_n^3+\cdots+(n-2)A_n^{n-1}+(n-1)A_n^n --- ②①에서 ②를 빼면(EAn)Bn=An+An2++Ann1(n1)E=(E+A+A2++An1)nE=nE\displaystyle \begin{aligned} (E-A_n)B_n&=A_n+A_n^2+\cdots+A_n^{n-1}-(n-1)E\\ &=(E+A+A^2+\cdots+A^{n-1})-nE=-nE \end{aligned}Correction. 이 줄의 행렬 A\displaystyle A는 모두 An\displaystyle A_n을 뜻한다. 아래첨자 n\displaystyle n이 빠져 있다. 그러나 원칙에 따라 원문 표기를 그대로 실었다.따라서Bn=n(EAn)1=n14sin2πn(1cos2πnsin2πnsin2πn1cos2πn)=n2(1cotπncotπn1)\displaystyle \begin{aligned} B_n=-n(E-A_n)^{-1}&=-n\frac1{4\sin^2\frac\pi n}\begin{pmatrix}1-\cos\frac{2\pi}n&-\sin\frac{2\pi}n\\\sin\frac{2\pi}n&1-\cos\frac{2\pi}n\end{pmatrix}\\ &=-\frac n2\begin{pmatrix}1&-\cot\frac\pi n\\\cot\frac\pi n&1\end{pmatrix} \end{aligned}

(4-3)Cn=2n(n1)Bn=1n1(1cotπncotπn1)\displaystyle C_n=\frac2{n(n-1)}B_n=-\frac1{n-1}\begin{pmatrix}1&-\cot\frac\pi n\\\cot\frac\pi n&1\end{pmatrix}, bn=1n1cotπn\displaystyle b_n=\frac1{n-1}\cot\frac\pi n이므로limnbn=limncotπnn1=limn1n1cosπnsinπn=limncosπnnsinπnsinπn=1π0=1π\displaystyle \lim_{n\to\infty}b_n=\lim_{n\to\infty}\frac{\cot\frac\pi n}{n-1}=\lim_{n\to\infty}\frac1{n-1}\frac{\cos\frac\pi n}{\sin\frac\pi n}=\lim_{n\to\infty}\frac{\cos\frac\pi n}{n\sin\frac\pi n-\sin\frac\pi n}=\frac1{\pi-0}=\frac1\pi.한편 andnbncn=1(n1)2(1+cot2πn)=cosec2πn(n1)2=(1(n1)sinπn)2\displaystyle a_nd_n-b_nc_n=\frac1{(n-1)^2}(1+\cot^2\frac\pi n)=\frac{\operatorname{cosec}^2\frac\pi n}{(n-1)^2}=\left(\frac1{(n-1)\sin\frac\pi n}\right)^2이므로limn(andnbncn)=1π2\displaystyle \lim_{n\to\infty}(a_nd_n-b_nc_n)=\frac1{\pi^2}.

평가 기준
역행렬, 삼각함수의 기본 공식 등을 이해하고 있는 정도
주어진 제시문을 정확하게 이해하고 이를 바탕으로 각 논제에서 요구하는 문제를 파악하는 능력
논리적 사고 능력 및 계산 능력
논리적으로 서술하는 능력

첨삭 사례

아직 등록된 첨삭 사례가 없습니다.

질문과 답변 · 0개질문과 답변 · 고정 0개

아직 등록된 질문이 없습니다. 질문 작성은 멤버십 회원만 가능합니다.