수리논술, 이게 다다.

자연계열 1번

오류 제보
해설강의 바로가기 ↓

문제

[문제 1] (총 85점)

12\displaystyle 12보다 큰 자연수 중에서 12\displaystyle 12와 서로소인 수를 작은 수부터 차례로 나열할 때, k\displaystyle k번째 값을 ak\displaystyle a_{k}라 하자.

(a) ak≥100\displaystyle a_{k}\ge100을 만족하는 자연수 k\displaystyle k의 최솟값을 구하여라. (30점)

(b) 자연수 n\displaystyle n에 대하여 ∑k=12n(akak+1−ak+2)\displaystyle \sum_{k=1}^{2n}(a_{k}a_{k+1}-a_{k+2})를 구하여라. (55점)

+30점 · 주어진 부등식을 만족하는 수열의 항을 구하고 조건을 만족하는 k\displaystyle k의 최솟값을 구한다.

(a) 12=22×3\displaystyle 12=2^{2}\times3이므로 12\displaystyle 12와 서로소인 수는 2\displaystyle 2의 배수도 아니고 3\displaystyle 3의 배수도 아니다. 임의의 자연수 n\displaystyle n이 2\displaystyle 2 또는 3\displaystyle 3의 배수가 아니면 어떤 자연수 m\displaystyle m에 대하여 n=6m+1\displaystyle n=6m+1 또는 n=6m+5\displaystyle n=6m+5의 형태로 표현된다. 12\displaystyle 12보다 큰 자연수만을 고려하므로 a1=13\displaystyle a_{1}=13, a2=17\displaystyle a_{2}=17이다. 따라서 a2m−1=6(m+1)+1\displaystyle a_{2m-1}=6(m+1)+1, a2m=6(m+1)+5\displaystyle a_{2m}=6(m+1)+5이다. a2m−1=6m+7≥100\displaystyle a_{2m-1}=6m+7\ge100 또는 a2m=6m+11≥100\displaystyle a_{2m}=6m+11\ge100을 만족하려면 m≥15\displaystyle m\ge15이다. a29=6×15+7=97\displaystyle a_{29}=6\times15+7=97, a30=6×15+11=101\displaystyle a_{30}=6\times15+11=101이므로 ak≥100\displaystyle a_{k}\ge100을 만족하는 k\displaystyle k의 최솟값은 30\displaystyle 30이다.

+30점 · 구하고자 하는 수열을 k\displaystyle k가 짝수와 홀수일 때로 나누어 표현한다.

(b) (a)에 의하여 a2m−1=6m+7\displaystyle a_{2m-1}=6m+7, a2m=6m+11\displaystyle a_{2m}=6m+11이므로∑k=12n(akak+1−ak+2)=∑m=1n{(a2m−1a2m−a2m+1)+(a2ma2m+1−a2m+2)}=∑m=1n{(6m+7)(6m+11)−(6m+13)+(6m+11)(6m+13)−(6m+17)}=∑m=1n(72m2+240m+190)\displaystyle \begin{aligned} \sum_{k=1}^{2n}(a_{k}a_{k+1}-a_{k+2}) &=\sum_{m=1}^{n}\{(a_{2m-1}a_{2m}-a_{2m+1})+(a_{2m}a_{2m+1}-a_{2m+2})\} \\ &=\sum_{m=1}^{n}\{(6m+7)(6m+11)-(6m+13)+(6m+11)(6m+13)-(6m+17)\} \\ &=\sum_{m=1}^{n}(72m^{2}+240m+190) \end{aligned}

+25점 · 여러 가지 수열의 n\displaystyle n항까지의 합을 구한다.

∑m=1n(72m2+240m+190)=72∑m=1nm2+240∑m=1nm+190n=72×n(n+1)(2n+1)6+240×n(n+1)2+190n=2n(12n2+78n+161)\displaystyle \begin{aligned} &\sum_{m=1}^{n}(72m^{2}+240m+190) \\ &=72\sum_{m=1}^{n}m^{2}+240\sum_{m=1}^{n}m+190n \\ &=72\times\frac{n(n+1)(2n+1)}{6}+240\times\frac{n(n+1)}{2}+190n \\ &=2n(12n^{2}+78n+161) \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.