第1問
以下の命題A、Bのそれぞれに対し、その真偽を述べよ。また、
真ならば証明を与え、偽ならば反例を与えよ。
命題A nが正の整数ならば、$\small\sf{\begin{align*} \sf \frac{n^3}{26}+100\geqq n^2\end{align*}}$ が成り立つ。
命題B 整数n、m、Lが5n+5m+3L=1をみたすならば、
10nm+3mL+3nL<0が成り立つ。
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【解答】
命題A
xの関数f(x)を
$\scriptsize\sf{\begin{align*} \sf f\ (x)=\frac{x^3}{26}-x^2+100\ \ \ \left(x\geqq 1\right)\end{align*}}$
とおくと、導関数は、
$\scriptsize\sf{\begin{align*} \sf f\ '(x)=\frac{3}{26}x^2-2x=\frac{1}{26}x\left(3x-52\right)\end{align*}}$
となるので、f(x)の増減は次のようになる。

ここで、
$\scriptsize\sf{\begin{align*} \sf f\left(17\right)=\frac{17^3}{26}-17^2+100=-\frac{1}{26}<0\end{align*}}$
より、n=17のときは不等式 $\scriptsize\sf{\begin{align*} \sf \frac{n^3}{26}+100\geqq n^2\end{align*}}$ 成り立たないので、
命題Aは偽である。
命題B
条件
$\scriptsize\sf{\begin{align*} \sf 5n+5m+3L=1\end{align*}}$ ……(#)
を用いると、
$\scriptsize\sf{\begin{align*} \sf 10nm+3mL+3nL\end{align*}}$
$\scriptsize\sf{\begin{align*} \sf =10nm+m\left(1-5m-5n\right)+n\left(1-5m-5n\right)\end{align*}}$
$\scriptsize\sf{\begin{align*} \sf =-5m^2-5n^2+m+n\end{align*}}$
$\scriptsize\sf{\begin{align*} \sf =-\left\{m\left(5m-1\right)+n\left(5n-1\right)\right\}\leqq 0\ \ \ \ \left(\because\ m\left(5m-1\right)<0\ \ \Leftrightarrow\ \ 0\lt m<\frac{1}{5}\right)\end{align*}}$
等号が成立するのは、m=n=0のときであるが、
そのときは(#)を満たす整数Lが存在しない。
よって、
$\scriptsize\sf{\begin{align*} \sf 10nm+3mL+3nL<0\end{align*}}$
となるので、命題Bは真である。
なんかスッキリしない問題ですね。
テーマ:数学 - ジャンル:学問・文化・芸術
- 2018/11/22(木) 01:07:00|
- 大学入試(数学) .関東の大学 .東京大 文系 2015
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