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046 平成30年度前期  東京大学   理系 ・・・ 整数・数列(数AB)  標準

 今年度東京大学前期文系のものと同趣旨の問題です。


東京大学 前期理系(2018)

 数列 a1、a2、・・・ を、 an=2n+1Cn/n! (n=1、2、・・・) で定める。

(1) n≧2とする。an/an-1 を既約分数qn/pnとして表したときの分母pn≧1と分子qnを
  求めよ。

(2) anが整数となるn≧1をすべて求めよ。

(解)(1) an/an-1=2(2n+1)/{n(n+1)} において、n(n+1)は2の倍数で2で割り
     切れる。

   また、 (2n+1)+(−2)n=1 より、 2n+1とnは互いに素

    (−1)(2n+1)+2(n+1)=1 より、 2n+1とn+1は互いに素

  以上から、 pn=n(n+1)/2 、qn=2n+1

(2) a1=3C1/1!=3 は整数 、a2=5C2/2!=5 は整数

   a3=7C3/3!=35/6 は整数でない

 一般に、n≧3のとき、 an=a2(q3/p3)(q4/p4)・・・(qn/pn)

ここで、 a2、q3、q4、・・・、qn は奇数で、p3p4・・・pn は偶数なので、anは整数でない

 以上から、求めるnは、1と2 のみ  (終)