짧은 시간에 너무 많은 문제를 여셔서 열람을 잠시 제한했습니다. 잠시 후 다시 시도하시거나 로그인해 주세요.
해설강의 준비중
울산대 2014학년도 수시 의예과 3번 · mathesis.kr/archive/ulsan/2014su/uiye_3
(1) 양변을 적절하게 변형하면 qn+11=qn2+qn−11을 얻게 되고 양변에 qn을 곱한 후 an=qnqn+1이라 두면 우리는 an1=2+an−1을 얻게 된다. 이제 λ1=2+λ 을 만족하는 양수 λ=−1+2 를 잡고 두 식을 빼면 an1−λ1=an−1−λ 를 얻게 되고 an1>2 이므로 ∣an−λ∣≤∣anλ∣∣an−1−λ∣<λ∣an−1−λ∣ 를 얻게 된다. 수학적 귀납법에 의해 ∣an−λ∣<λn∣a0−λ∣ 이고, λ<1 이므로 극한정리로부터 n→∞liman=λ 가 얻어진다.
(2) 문제 (1)에 의해 qn>qn+1 이고 n=0∑∞qn은 수렴한다. 실제로 qn+11>qn2이므로 qn+1<21qn임을 알 수 있다. 그러므로 n=0∑∞qn<8πn=0∑∞2n1=4π을 얻게 되고 임의의 자연수 N에 대하여 tan(n=0∑Nqn)은 항상 1을 넘지 않는 양수임을 알 수 있다. 이 사실과 tan의 합 공식 tan(α+β)=1−tan(α)tan(β)tanα+tanβ을 이용하여 수학적 귀납법을 쓰면 임의의 자연수 m에 대하여 n=0∑mtan(qn)≤tan(n=0∑mqn)가 성립함을 알 수 있다. m번째 반사된 공의 높이는 tan(n=0∑mqn)을 넘지 않는데 tan(n=0∑mqn)<tan(n=0∑∞qn) 이므로 위 식을 이용하여 n=0∑∞tan(qn)≤tan(n=0∑∞qn)≤tan(4π)=1이 됨을 알 수 있다.