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自治医科大学/2016年度/前期

自治医科大学 2016年 数学 第7問解答・解説

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1問題

自治医科大学2016年度第7問

(各設問共通)設問ごとに,与えられた選択肢の中から最も適当なものを1つだけ選び,解答用紙の該当する記号を塗りつぶせ.

選択肢:ア 0,カ 1,サ 2,タ 3,ナ 4,ハ 5,マ 6,ヤ 7,ラ 8,ワ 9.

7 不等式 2∣x∣+3∣y∣≦302|x|+3|y|\leq30 の表す領域における点の座標を (a,b)(a,b) とする.a,ba,b ともに整数となる点の個数を pp としたとき,n<p100<n+1\displaystyle n<\frac{p}{100}<n+1 となる自然数 nn の値を求めよ.

まずは自分で解いてみましょう。詰まったら「考え方」、解けたら「答え」で確かめられます。

2考え方

考え方を見る解き方の方針だけを確かめる

整数 b ごとに許される整数 a の範囲を数え、b=0 の行と正負対称な |b|=k の行を合計して格子点数 p を求める。

3答え

答えを見る自分の答えと照らし合わせる
  • p=311,3<p100=3.11<4,n=3,\displaystyle p=311,\quad 3<\frac{p}{100}=3.11<4,\quad n=3,\qquad 選択肢:タ

4解答

解答を見る途中式つきの解答

領域の不等式は 2∣a∣+3∣b∣≦302|a|+3|b|\leq30 である。まず 3∣b∣≦303|b|\leq30 より ∣b∣≦10|b|\leq10。b=0b=0 のとき ∣a∣≦15|a|\leq15 なので、該当する点は 3131 個ある。 ∣b∣=k|b|=k(1≦k≦101\leq k\leq10)とすると ∣a∣≦⌊30−3k2⌋\displaystyle |a|\leq\left\lfloor\frac{30-3k}{2}\right\rfloor であり、固定した bb に対する整数 aa の個数は 2⌊30−3k2⌋+1\displaystyle 2\left\lfloor\frac{30-3k}{2}\right\rfloor+1 個である。b=kb=k と b=−kb=-k の二つの行は同じ個数を持つ。k=1,2,…,10k=1,2,\ldots,10 に対する一行ごとの個数は順に 27, 25, 21, 19, 15, 13, 9, 7, 3, 127,\ 25,\ 21,\ 19,\ 15,\ 13,\ 9,\ 7,\ 3,\ 1 で、その和は 140140。したがって p=31+2⋅140=311.p=31+2\cdot140=311. よって p100=3.11\displaystyle \frac{p}{100}=3.11 であり、3<p100<4\displaystyle 3<\frac{p}{100}<4 を満たす自然数は n=3n=3。共通の選択肢で 33 に対応する記号はタである。

この問題で使う考え方

  • 不等式の表す領域
  • 和の法則

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