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問題文

(1) 自然数 $n$ について、$\cos\theta = x$ とおくと $\cos n\theta$ が $x$ の多項式で表せ、またその係数はすべて整数となることを示せ。

(2) $\cos 36^\circ,\ \cos 72^\circ$ を求めよ。

(3) 自然数 $n$ について、$n$ が 5 の倍数でないとき、$\cos(n^\circ)$ は無理数であることを示せ。

(4) $n$ 次の多項式

$$
A_n x^n + A_{n-1} x^{n-1} + \cdots + A_1 x + A_0 = 0
$$

について、これが有理数解をもつならば、その解は

$$
\frac{\text{定数項 } A_0 \text{ の約数}}{\text{最高次の係数 } A_n \text{ の約数}}
$$

の形で表されることを示せ。

(5) $0<n<90$ を満たす自然数 $n$ について、$\cos(n^\circ)$ が有理数となる $n$ はいくつ存在するか。

問題文

$4999$ 以下の素数の組 $(p,q,r,s)$ が以下の式を満たしているとき，積 $pqrs$ が取りうる値の総和を解答してください．
$$ pqr+pqs-p^2 = q^2+2 $$

解答形式

正の整数を半角で解答．

三角形 ABC の頂点は A(0,0), B(6,0), C(4,6) である。

AC の中点を通り、BC に垂直な直線の方程式を求めよ。

この直線と AB の交点を求めよ。

この交点から頂点 C までの距離を求めよ。

問題文

1辺が10の正三角形ABCがある.
線分AB上に $AD=3$を満たす点D, 線分BC上に $BE=3$を満たす点Eがある.
線分DEの垂直二等分線と直線ACの交点を $F$とし, 三角形ABCの外接円と交わる点のうち, 直線ABに関して $C$ と反対側にある点を $K$ とする.
直線EFと直線CKの交点を $L$とするとき, $EL$の長さを求めよ. なお, 答えは $\sqrt{a}-b$で表されるため, $a+b$を求めよ.

解答形式

半角数字で入力してください。

問題文

数列 ${a_n}$ は $a_{n+1}=\dfrac{2a_n^2}{8-a_n^2}\ (n=1,2,\dots)$ を満たす．
$a_{2025}=-4$ となるような $4$ 以上の実数 $a_1$ の個数を $M$ とするとき，$M$ を素数 $2017$ で割った余りを求めよ．

解答形式

半角数字で入力してください。