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上智大学 2024年度 TEAPスコア利用方式TEAP2数学(PM) 第1問

(1) 77x+52y=1 を満たす整数 x,y の組のうち,x が正で最小の組を求めよ。

(2) 複素数 (2+6i)2024 を極形式で表したときの絶対値を r,偏角を θ(0≦θ<2π)とする。log⁡2r/2024 と θ を求めよ。

(3) log⁡102=0.301 とする。

(i) log⁡101.28 を求めよ。

(ii) n≧2 を整数とする。n100<1.28n となる最小の n に対して,2a≦n<2a+1 となる整数 a を求めよ。

難易度5/ 10計算量5/ 10目安20分

整数、複素数平面、指数・対数 ユークリッドの互除法、複素数の極形式、範囲評価

方針

(1) は拡張ユークリッド互除法。(2) はもとの複素数の絶対値と偏角を求めてド・モアブルの定理を使う。(3) は常用対数をとり,log⁡10x/x の単調性と 211,212−1 での値を比較する。

解答

(1) ユークリッドの互除法を逆にたどると 1=77⋅25−52⋅37 である。一般解は x=52k+25, y=−77k−37 だから,x が正で最小となるのは k=0 のときであり,(x,y)=(25,−37) である。

(2) 2+6i=22(cos⁡(π/3)+isin⁡(π/3)) である。したがって r=(22)2024=23036 なので,log⁡2r/2024=3/2 である。偏角は 2024π/3 を 2π で整理して θ=2π/3 となる。

(3) (i) 1.28=27⋅10−2 より,log⁡101.28=7⋅0.301−2=0.107 である。

(ii) 常用対数をとると,条件は log⁡10n/n<0.00107 となる。f(x)=log⁡10x/x は x>e で減少する。また f(211)≃0.001616>0.00107,f(212−1)≃0.000882<0.00107 である。よって最小の n は 211<n<212 を満たすので,a=11 である。

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出典: 上智大学 2024年度 TEAP2数学(PM)(大学公式の問題PDF)。問題文はHTML表示のために再入力・数式組版しています。