問題文

$n ≧2$を整数、$p $を素数とする。正の整数 $x$ についての方程式
$x^n - (x-p)^n = p^n$
を考える。
$p$ が奇素数であり、$p$が $x$ を割り切らないとき、この方程式は解を持たないことを示せ。

解答形式

何の定理を使用したかを明確にされた上で、数式を出来るだけ省いてもらった形の簡単な証明で構いません

問題

三角形の重心を G、内心を I、内接円の半径を $r$ 、外接円の半径を$R$とする。もし $GI=r$ が成り立つとき、この条件を満たす非退化な三角形が存在するための、$R/r$ の最小値を求めよ。

解答形式

1行目に分子
2行目に分母を書いてください
半角で、根号が含まれる場合
√(17) √(41+5√(19)) 2√(15)+3√(17)
このように括弧を付けてください
また、指数が小さい順、同じ次数のものは小さい数のものから並べてください
例:√10+√15+1 ³√15+√17+9

問題文

$gcd(x,y,z)＝1$を満たす$x,y,z$について、 $x^2+y^2, y^2+z^2, z^2+x^2 $がすべて正の整数の平方となるとき、次の問いに答えよ。
(1) $x,y,z$ のうち、奇数であるものの個数は高々1つであることを示せ。
$x $を奇数、 $y, z$ を4の倍数とする。
(2) $y=44 $のとき、上記の条件を満たす正の整数$ x, z $の組を全て求めよ。

解答形式

(1)は簡潔な証明
(2)は答えだけで構いません

問題

x,y,z を正の整数とするとき、方程式
$$ \frac{x^2+y^2+z^2}{xyz+1}=k $$
は正の整数 k の値をとるとする。

(1)この条件を満たす$(x,y,z)$のうち、少なくとも1つが$1$であるとき、$k＝1+m^2$(mは自然数)とかけることを示せ。
(2) k=5 とする。方程式 $\frac{x^2+y^2+z^2}{xyz+1}=5$ を満たす正の整数解 (x,y,z) で、$x \le y \le z$ を満たすものを考える。これらの解の中で、比の値 $\frac{z}{y}$ が $9.8$ より大きくなるような解のうち、$z$ の値が最小となるものを求めよ。

解答形式

(1)は簡潔な証明と、
(2)はある程度解答の方針を示した上で
解を答えて下さい。

問題文

$p$ は $gcd(p, 10) = 1$ を満たす $p > 1$ の素数とする。
$\frac{1}{p}$ の小数表示における循環節を $C_1C_2...C_L$ とし、その長さを $L$ とする (すなわち $L = ord_p(10)$ である)。
循環節を構成する数字の並びから、以下の2つの整数を定義する。
1. $N_0 = C_1C_2...C_L$ (これを10進法の整数として評価した値)
2. $N_1 = C_2C_3...C_LC_1$ (同様に10進法の整数として評価した値)
また、$C_1 = \lfloor \frac{10}{p} \rfloor$ (すなわち $\frac{1}{p}$ の小数第1位の数字) とする。

以下の2つの条件 (A) と (B) を同時に満たすような、全ての組 $(p, q)$ を求めよ。
(A) $N_1 = qN_0$ が成り立つ。ここで $q$ は $q \ge 2$ を満たす整数である。
(B) $L = q - C_1$ が成り立つ。

解答形式

ある程度解答の方針を示した上で、
解を答えて下さい

問題文

$p $を 3 以上の素数とする。$X = (p-1)! $とおく。
次の和 S を考える。
(1) $S = X^X + X^{pX}$
$S $を $p^2 $で割った余りを求めよ。
(2)$p$ を $3$ 以上の素数とし、$X=(p-1)!$ とおく。
$k=1, 2, \dots, p-1$ に対して、$A_k = k^{(X^p)}$ および $B_k = (X^k)^{(p-1)}$ と定義する。
次の和 $S$ を考える。
$$S = \sum\nolimits_{k=1}^{p-1} (A_k + B_k)$$
$S$ を $p^2$ で割った余りを求めよ。

設問7
数列 ${a_n}$ が $a_1 = 0, a_2 = 1$ および漸化式
$$ (n+1)a_{n+2} - (3n+2)a_{n+1} + 2na_n = 0 \quad (n \ge 1) $$
を満たす。一般項 $a_n$ を求めよ。

解答形式

例）ひらがなで入力してください。

設問1

数列 ${a_n}$ が $a_1 = 1, a_2 = 4$ および漸化式 $a_{n+2} - 4a_{n+1} + 4a_n = n \cdot 2^n$ ($n \ge 1$) を満たすとき、一般項 $a_n$ を求めよ。

解答形式

半角1スペースで答えのみ

設問4

数列 ${a_n}$ が $a_0=1, a_1=0, a_2=-1$ および漸化式
$$ a_{n+3} - 3a_{n+2} + 3a_{n+1} - a_n = 2^n \quad (n \ge 0) $$
を満たす。一般項 $a_n$ を求めよ。

解答形式

例）ひらがなで入力してください。

設問5

数列 ${a_n}$ が $a_1 = 2$ および漸化式 $a_{n+1} = \frac{a_n^2+2}{2a_n}$ ($n \ge 1$) を満たすとする。
一般項 $a_n$ を求めよ。

解答形式

例）ひらがなで入力してください。

問題文

設問6

数列 ${a_n}$ が $a_1 = \sin^2 \alpha$ ($0 < \alpha < \frac{\pi}{2}$) および漸化式 $a_{n+1} = 4a_n(1-a_n)$ ($n \ge 1$) を満たすとき、一般項 $a_n$ を求めよ。

解答形式

例）ひらがなで入力してください。

設問8

正の数からなる数列 ${a_n}$ が $a_1 > 0$ および漸化式 $a_{n+1} = a_n + \frac{1}{a_n^2}$ ($n \ge 1$) を満たすとき、極限値 $\lim_{n \to \infty} \frac{a_n}{\sqrt[3]{3n}}$ を求めよ。

解答形式

設問9

数列 ${a_n}$ ($a_n \in {0,1,2,3,4}$) が $a_1=1, a_2=1$ および漸化式 $a_{n+2} \equiv a_{n+1} + a_n \pmod{5}$ ($n \ge 1$) を満たすとする。$a_{2025}$ の値を求めよ。

解答形式

例）ひらがなで入力してください。

問題文

設問2
容器Aには食塩 $X_0 = 10$g を含む食塩水が全量 $M_A = 100$g、容器Bには食塩 $Y_0 = 60$g を含む食塩水が全量 $M_B = 200$g 入っている。1回の操作として、以下の(i), (ii)を順に行う。
(i) 容器Aから $50$g の食塩水を取り出して容器Bに移し、よく撹拌する。
(ii) 容器Bから $50$g の食塩水を取り出して容器Aに移し、よく撹拌する。
$n$ 回の操作が終了した後の容器A, B内の食塩の質量をそれぞれ $X_n, Y_n$ とする。$X_n$ および $Y_n$ を求めよ。

解答形式

例）ひらがなで入力してください。

問題文

設問3
正四面体の4つの頂点を A, B, C, D とする。点Pは、1ステップごとに、現在いる頂点と辺で結ばれた他の3つの頂点のいずれかに等確率（それぞれ確率 $1/3$）で移動する。最初に点Pは頂点Aにいるものとする。
$n$ 回移動後に点Pが頂点Aにいる確率 $a_n$ を求めよ。

解答形式

問題文

数列 ${a_n}$ ($n \ge 0$) が、初期値 $a_0 = 3$ および以下の漸化式で定義されるとする。
$$a_{n+1} = a_n^2 - 2 \quad (n \ge 0)$$
この数列の一般項 $a_n$ を求めよ。
ただし、黄金比を$Φ$とする。

解答形式

例）ひらがなで入力してください。

問題文

$m!$ を正整数 $m$ の階乗とする。$n \ge 2$ なる整数 $n$ に対し、$m!$ の $n$ 進法表記における末尾の連続する $0$ の個数を $Z_n(m!)$ とする。
正整数 $k$ に対し、$Z_n(m!) = k$ を満たす最小の正整数 $m$ を $M(n, k)$ と定義する（存在しない場合は $M(n, k) = \infty$）。

素数 $p$ について、$M(p, k_1) = p^2$ を満たす正の整数 $k_1$ と、$M(p^2, k_2) = p^3$ を満たす正の整数 $k_2$ を考える。
$k_1 + k_2 = 21$ となる素数 $p$ の値をすべて求めよ。

解答形式

半角で1スペースおきにお願いします
最初は空けなくていいです

問題文

$n$ を $2$ 以上の整数、$k$ を正の整数する。
$m$ の階乗を $m!$ とし、$m!$ を $n$ 進法で表したとき、末尾に連続して並ぶ $0$ の個数を $Z_n(m!)$ とする。
$Z_n(m!) = k$ を満たす最小の正の整数 $m$ を $M(n, k)$ とする。(そのような $m$ が存在しない場合、$M(n, k) = \infty$ とする。)
問:
$p$ を $5$ 以上の素数とする。
$A_p = M(p, p-1)$ と定義する。
このとき、
$$M(A_p, k_0) = p^3 - p^2$$
を満たす正の整数 $k_0$ が一意に存在するような、最小の素数 $p$ を求めよ。
また、対応する $k_0$ の値を答えよ。

解答形式

$p,k_0$をこの順に半角1スペースおきに書いてください。