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■5 / 親記事)  漸化式の応用問題
  
□投稿者/ チャコ -(2000/11/30(Thu) 01:07:14)
    今数列の漸化式を習っていますが、応用問題がよくわかりません。誰かわかりやすく教えてください。

     数学おんちのチャコです。
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■7 / ResNo.1)  Re[1]: 漸化式の応用問題
□投稿者/ さん太 -(2000/11/30(Thu) 12:38:38)
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    応用問題という意味がちょっと不明ですが、たとえばこういうことでしょうか。

    【例題】長方形の中にn個の点があります。ただし、長方形の4つの頂点も含めて、どの3点を取っても一直線上にはないとします。さて、このn個の点および頂点を含めた(n+4)個の点の中から任意の3点を選び、その3点を結んで3角形をつくるとき、この長方形の中にいくつの3角形ができるでしょう。ただし、2点を結ぶ線分がたがいに交わることはないとします。

    ということで説明します。ただし表記に制約がありますので、A(n)の(n)は教科書にある添え字ということでご理解ください。

     いまn個の点から題意のとおり3角形がA(n)個できたとします。例えばn=1ならば、この1点と長方形の4点とを結ぶわけですから、できる3角形は4個ということになりますね。つまりA(1)=4というわけです。n=2ならばA(2)=6ですね。さて、このn個の点にさらに1点を加えます。この1点は、すでにできている3角形のどれかの中にしか打てませんね。ホントですか。確かめてくださいよ。間違いありませんね。この付け加えた1点によって新しく生まれる3角形はいくつですか。そうですね、3個ですね。エッ、ホント?確かに3個生まれるといえば生まれるわけですが、いま3角形の個数を数えているわけですから、1個の3角形が3個に分けられたわけで、増えた個数は2個ではないでしょうか。
    つまり、n個の点で3角形がA(n)個、(n+1)個の点でA(n+1)個とすると、A(n+1)=A(n)+2という関係になっていることは理解していただけますか。このできた関係式が前科式(失礼!「ぜんかしき」がないもんで)、漸化式というわけですね。この先は漸化式を解けばいいわけで、略解しときます。

      A(1)=4…@(初項ですね)、A(n+1)=A(n)+2 を変形して A(n+1)−A(n)=2…A。 @、Aの式から、数列{A(n)}は、公差が2で、初項が4の等差数列になっていることがわかりますね。そうすれば、A(n)=4+2(n−1)=2n+2 (n≧1)となります。
    正解かどうかは、n=1を代入して、A(1)=4、n=2を代入して、A(2)=6、あっているようですね。n=3、n=4はどうでしょうか。実際に点を打ってみてあっているかどうか確かめてください。でも、n=10000であっているかどうかわかりませんよ。イジワルッ!
    まじめな話、ほんとうはこれでは未解決で、数学的帰納法(ステキ、大好きー!!??!?!?)で証明しとかなきゃいけないんです。
    おわかりいただけたかな、チャコちゃん(さん)。

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