世界最高峰の超良問

問題文

素数 $p = 10^9 + 7$ とし，整数 $N$ を $N = 10^{18} + 14000000047$ と定義します．

このとき，次の値 $S$ を $p$ で割った余りを求めてください．

$$S = \sum_{k=0}^{\lfloor N/2 \rfloor} \binom{N}{2k} 5^k$$

解答形式

半角左詰めでお願いします

問題文

以下を満たす集合の組 $(S_1,S_2,\ldots,S_8)$ は何個ありますか．

• $8$ 以下の任意の正整数 $n$ に対して $S_n\in\{1,2,\ldots,8\},|S_n|\in\{1,2\}$
• $7$ 以下の任意の正整数 $m$ に対して $\mathrm{min}(S_{m+1})=\mathrm{max}(S_m)$

ただし集合 $T$ に対して「$T$ の要素数」「$T$ の要素の最小値」「$T$ の要素の最大値」をそれぞれ $|T|,\mathrm{min}(T),\mathrm{max}(T)$ で表すこととします．

解答形式

半角整数で入力してください．

問題文

$1$ 以上 $5$ 以下の整数しか項に持たない全 $2025$ 項の数列があり，任意の連続する $3$ 項において以下を満たします．

• $3$ 項の順番を並び替えることで等差数列になる．

例えば，$1, 1, 1, 1, \ldots$ や $1, 3, 5, 4, \ldots$ は条件を満たします．このような数列は $N$ 個あります．$N$ を素数 $677$ で割った余りを求めてください．

解答形式

半角数字で解答してください．

問題文

自然数列$\ a_n$を以下のようにして定める.
$$a_{n+1}=\lceil \sqrt{n} \rceil a_n+\lfloor \sqrt{n} \rfloor$$
ただし,$\ \lceil x \rceil \in \mathbb{N},\ x \le \lceil x \rceil <x+1\ ,\ \lfloor x \rfloor \in \mathbb{N},\ x-1 < \lfloor x \rfloor \le x$
です.
このとき,$\ a_{2026}\ $が$\ 5$ で割り切れる最大の回数を求めてください.

解答形式

整数で解答してください.

問題文

$a_{1},a_{2}, \cdots , a_{1500}$ は $1$ 以上 $3$ 以下の整数からなる数列であり，$a_{1501}=a_{1} =1,a_{1502}=a_{2}$ と定義すると全ての $1500$ 以下の正整数 $k$ で $a_{k+1} \neq a_{k}$ が成り立ち，かつ $1500$ 以下の正整数 $i$ のうち，

・$(a_{i},a_{i+1})=(1,3)$ となるものがちょうど $132$ 個
・$(a_{i},a_{i+1})=(2,1)$ となるものがちょうど $213$ 個
・$(a_{i},a_{i+1})=(3,2)$ となるものがちょうど $321$ 個
・$(a_{i},a_{i+1},a_{i+2})=(1,2,3)$ となるものがちょうど $123$ 個

ずつ存在します．この数列としてありうるものの数が $3$ で割れる最大の回数を求めてください．(電卓の使用を推奨します．)

解答形式

半角数字で解答してください．

n以下の全ての自然数の集合Sの部分集合Tは次を満たした。
・Tの任意の要素x,yについて、xyはTに含まれない。
nに対するTの要素数の最大値をf(n)とする。
このとき、ある人は命題Qnを唱えた。
「Tの要素数がf(n)となるTは1つしかない」
Qnが偽となる2025以下のnの総和を求めよ。

次の条件を満たす2025以下のnはいくつ存在しますか

条件
$f(n)=4d(n)$として、
($d(n)$はnの正の約数の個数)
$f^5(n)+f^{1278}(n)=56$が成立する。
(fの肩は関数の合成回数を表す)

問題文

接点・共通領域を持たない円$A,B$があり，これらの中心を通る直線$l$との交点を$P,Q,R,S$とします．($P≠Q≠R≠S$)

但し$P,Q$が$A$の円周上，$R,S$が$B$の円周上にあり，$P,Q,R,S$の順に並ぶとします．

また$PS,QR$の長さをそれぞれ$a,b$と置きます．

この時$A,B$の共通内接線の長さが$2025$となるような$(a,b)$の組として考えられるものは何通りありますか．

解答形式

半角数字で解答して下さい．

どの4頂点を選んでもそれが閉路にならない、800頂点の単純平面グラフの辺の数の最大値を求めよ。

問題文

円$C_1:x^2+(y−\sqrt{6})^2=2$及び円$C_1$と$x$軸について対称な円$C_2$をとる。さらに、2点$(0,\sqrt{6}−\sqrt{2}),(0,−\sqrt{6}+\sqrt{2})$を通り$x$軸に垂直で、原点を中心とする円$C_3$をとり、円$C_2$の中心を通り$xy$平面に垂直な直線を$l$とする。円$C_3$を直線$l$周りに$360°$回転させてできる立体の体積を求めよ。

解答形式

正整数$a,c,e$と平方因子をもたない正整数$b,d$を用いて$(a\sqrt{b}−c\sqrt{d})π^e$と表せるので、$a+b+c+d+e$を解答してください。

問題文

$11$ 個の実数 $A_0 , A_1 , \cdots , A_{10} $ が $n=0 , 1 , \cdots , 9$ に対して$$\sum_{k=0}^{10}{A_kk^n}=0$$を満たします. $A_0=1$ のとき, $\sum_{k=0}^{10}{A_kk^{10}}$ の値を求めてください.
ただし, $0^0=1$とします.

解答形式

非負整数を答えてください.

問題文

0,1,2,……,8 の数字から一つずつ選んでa,b,c,d,e,f,gに代入するという操作を考える。
数字の重複を許さないとき、十進表記された7桁の数abcdefgが3の倍数となる確率を求めよ。
ただし、a=0の場合も認めます。

解答形式

互いに素な正整数q,pを用いて
p/q と表せるため、p+qを解答してください。