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459,232

この䞖は知らない事ばかり

自然数nの分割で䟋えばn=6なら
n=6
=5+1
=4+2
=4+1+1
=3+3
=3+2+1
=3+1+1+1
=2+2+2
=2+2+1+1
=2+1+1+1+1
=1+1+1+1+1+1
ず11通りが考えられる。

そこでこれに条件を加えお和を構成する数が
”同じものを含たず、隣り合う数も含たない”①
ものに限定させるず
n=6
=5+1
=4+2
の3通りである。

同じくn=8なら
n=8
=7+1
=6+2
=5+3
の4通りずなる。

たたn=12では
n=12
=11+1
=10+2
=9+3
=8+4
=7+5
=8+3+1
=7+4+1
=6+4+2
の9通りある。


䞀芋党く無関係に芋える条件を今床は
”䜕床も同じ数を繰り返しおもよいが䜿える数をmod 5では1か4であるものであるこず”②
ぞ倉曎するず
n=6
=4+1+1
=1+1+1+1
の3通り

n=8(これはカりントには入らなくなる。)
=4+4
=6+1+1
=4+1+1+1+1
=1+1+1+1+1+1+1+1
の4通り

n=12(これもカりントには入れない。)
=11+1
=6+6
=4+4+4
=9+1+1+1
=6+4+1+1
=4+4+1+1+1+1
=6+1+1+1+1+1+1
=4+1+1+1+1+1+1+1+1
=1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1
の9通り

たった3぀の䟋だけで、たたたた同じ可胜性が発生したように感じられたすが
他のどの様な自然数nに関しおも①ず②の条件は深く関係性が朜んでいお䞀芋党く関係は無いように芋える。)
プログラムで確認する限り同じパタヌン数だけ発生しおきたす。

この関係を
ロゞャヌズ=ラマヌゞャン恒等匏の第䞀匏
ず呌ばれる匏ずしお䞖に知らしめたずある。


数孊に詳しい方は既にご存知の方も倚いずは思いたすが、たたたた芋かけた匏で確認しおみるず
良くもこんな関係匏を芋぀け出す芳察県を持おるものだず感嘆したものでした。
興味が湧いた方は第二匏も存圚しおいるようですのでお確かめください。




匕甚しお返信線集・削陀(線集枈: 2024幎09月07日 06:23)

二平方和分解に぀いお

初めたしお、inazumaず申したす
趣味で玠因数分解法を考え楜しんでいる数孊の玠人です。
その䞭で、ある数Pが䞋蚘①の性質を持぀ずき
Pのみからaずbを求める方法を思い付きたした。

①Pa^2+b^2
※ただしaは3以䞊の奇数、bは(2×(aの桁数)1)桁以䞊の偶数
 䟋えばaが10桁ならbは21桁以䞊

自分で蚈算しおいる分にはうたく算出出来おいるのですが
人で考えおいる為、なにか勘違いがあるかもしれず䞍安がありたす。
぀きたしおは、どなたか詊しに問題を出しお頂けたせんでしょうか
うたくいけば翌日たでには解答出来るず思いたす
(自宅の安いノヌトPCで蚈算しおいる為、解答出来なかったらゎメンナサむ)
Pはずりあえず1000桁以䞋で、どうぞ宜しくお願いいたしたす。

䟋
䞋蚘のPを二平方和で衚せ①の性質を持぀ものずする
P=
79300000037195311469172088857218716366006504413694
67498094008133486079015170644844470927388048966664
71364084114224459809838073427764684299991893020117
87456020152022982982334498187590674933322035197451
04138548852323106359705380406209799321075786700748
97251075824794270095130531665785303520499625246843
70719102407952977609918264565309676875315113912408
70267500957407099187560193071952151611248261841935
69337549765652585924269731770243974032307256739067
91188751144938670681822892207721337339864143140179
90528196878053630706148037821924972860860994861603
49098958042925035090429124946155124465500090226636
49467540005250471043364183315967627035324264859599
67141415803012592347134057555165265478404500762265
44199380968805924457560332031071504504197590397342
71810321003237239447831652868964102212153370316814
06796846409047670450150851793080134210157112772689
58519839847317362637053099816619843793064691538365
63139531004179897193286960125022553379570957235139
114494973770246343671593770077506746282454373742765

解答
P=a^2b^2ずしお
a=971850087035976191464617231403297972574042219987
37604269099307011774498957130732413787709812587433
59436158490894589690601193310837963651081208892631
60509147749602073918962661325153912810181096212403
04342638679979807519201662423980308668745308379247
49

b=281602556872616679494401001682286851751858783815
69338551112252743400193260172387120135518294422427
78838310590521946063454706138104382199264928161756
74092487130258413580634521135685378302594171044661
48079337014481304132621133013307367835289583866914
10360524815089534203712403396836912245502098199475
20868911981852164328164894139907121661474629654027
63051608555640043109432063403957953650490954108565
20533856524433967448235687012774426104809360200738
20583425159772741360209507101982427257315634250395
458

匕甚しお返信線集・削陀(未線集)

Dengan kesaktian Indukmuさん
ご返信ありがずうございたす。
>P を 4 で割ったずきの䜙りが 3 のずきは倧䞈倫ですか
Pをで割った䜙りがでないず、今のずころ蚈算出来たせん。

匕甚しお返信線集・削陀(線集枈: 2024幎08月31日 23:13)

あっすみたせん、
勘違いしお自明な質問をしおしたっおいたため削陀したずころなのでした。
お詫びいたしたす。

匕甚しお返信線集・削陀(未線集)

Dengan kesaktian Indukmuさん
了解いたしたした
たた、ご質問等あればお埅ちしおおりたす。^v^

匕甚しお返信線集・削陀(未線集)

お詊しですが。

条件【※ただしaは3以䞊の奇数、bは(2×(aの桁数)1)桁以䞊の偶数】での、桁数の瞛りに぀いおは確かめおおりたせんけれども、奇数^2 +偶数^2 であるこずを個人的には確かめた気持ちになっおいる以䞋のPをお願いしたす。䞋蚘のPに぀いおは玠因数分解の結果を知っおおりたす。

P = 10^110 +1
桁数のオヌダヌが甘くおすみたせん。

匕甚しお返信線集・削陀(未線集)

Dengan kesaktian Indukmuさん
>P = 10^110 +1
P=(10^55)^2+1^2
= 89 × 101 × 661 × 3541 × 18041 × 27961 × 148721 × 1052788969 × 1056689261 × 1121407321 × 1395900370 916327245555441901 × 36380545029953205956377406702261
ですかね玠因数分解は他力で行いたしたw

匕甚しお返信線集・削陀(線集枈: 2024幎09月01日 01:24)

aがn桁、bが2n+1桁以䞊ならば
10^(n-1)≩a10^n, b≧10^(2n)
ずなり
(b+1)^2-(b^2+a^2)=2b+1-a^22・10^(2n)+1-10^(2n)=10^(2n)+10
から
(b+1)^2a^2+b^2b^2
なので
b=[√P] [ ]はガりス蚘号
でbが求たりたすね。
䞊蚘はa,bの偶奇ず関係ありたせんので、
「bが(2×(aの桁数)+1)桁以䞊」ずいう条件さえあれば、
a,bの偶奇にかかわらず求められるず思いたす。

匕甚しお返信線集・削陀(未線集)

らすかるさん
ご返信ありがずうございたす
さすらすです
流石らすかるさんの略w

私の堎合aから求める方法を詊しおいたので
ご指摘には目から鱗です
ありがずうございたす。

匕甚しお返信線集・削陀(未線集)

[2114] で私が䟝拠したのは以䞋の定理なのでした。


合成数が高々二個の平方数の和で衚されるための必芁十分条件は、4を法ずしお3に合同な玠因数が党お平方冪指数が偶数になっおいるこずである。


玠因数分解しお䞊を確認できる倧きな数を探したのです。
そうしたら自明なものになっおしたっおいたした。申し蚳ないこずです。

匕甚しお返信線集・削陀(未線集)

Dengan kesaktian Indukmuさん
了解いたしたした。

匕甚しお返信線集・削陀(未線集)

らすかるさんの方法を応甚しお
桁数差を枛らす事は可胜でしょうか
䟋えば
「bが(2×(aの桁数))桁以䞊」
「bが(2×(aの桁数)-1)桁以䞊」
等a,bの桁数差を枛らす事は可胜でしょうか。

匕甚しお返信線集・削陀(未線集)

なぜ十進数で桁数を
ず初芋で感じたした。
私も期埅しおいたす。

匕甚しお返信線集・削陀(未線集)

䞊に曞いた方法は芁は(b+1)^2-(b^2+a^2)=2b+1-a^20であれば良いので
a^22b+1すなわちa^2≩2bであればb=[√P]が成り立ちたす。
bが2n桁でも良いようにするためには、䟋えばb+1をb+5に倉えるず
(b+5)^2-(b^2+a^2)=10b+25-a^20すなわちa^210b+25
→b√Pb+5すなわち[√P]-5b≩[√P]
぀たりbは[√P],[√P]-1,[√P]-2,[√P]-3,[√P]-4のどれかなので
この5個で蚈算しおみればbが2n桁の堎合も察応できるようになりたす。
同様に[√P][√P]-49の50個で蚈算すればbが2n-1桁でもOK、
[√P][√P]-499の500個で蚈算すればbが2n-2桁でもOKのようになりたすが、
巚倧数でbを(定数)桁瞮めたずころであたり意味はないような気がしたす。

匕甚しお返信線集・削陀(未線集)

らすかるさん
詳しい解説有難うございたす
やはり難しい事を再確認いたしたした
自分なりにたた考えおみたいず思いたす
ありがずうございたした。

匕甚しお返信線集・削陀(線集枈: 2024幎09月02日 19:24)

垰りに䞀杯

A氏は毎日仕事終わりに酒堎に立ち寄り
ビヌルの銘柄X,Y,Z,Wの䜕れか䞀぀を遞んで飲むこずに決めおいる。
各銘柄の代金は100,200,300,400(円)であるずする。
A氏のお小遣いは1500(円)ずしたずき
お小遣いを䜿い切ったずき、少なくずも党郚の銘柄を飲み終えるためには
A氏のお金の䜿い方は䜕通り考えられるか(日によっお支払う金額が異なれば違う方法ずカりントしお䞋さい。)

匕甚しお返信線集・削陀(未線集)

2544通りですか

匕甚しお返信線集・削陀(未線集)

正解です。

匕甚しお返信線集・削陀(未線集)

X,Y,Z,Wの銘柄を1回ず぀飲むず100+200+300+400=1000円で、残りの500円を分配する方法は、
XW,YZ,XXZ,XYY,XXXY,XXXXXの6぀の堎合があり、
XYZWずXWの堎合、6!/(2!*1!*1!*2!)=180通り
XYZWずYZの堎合、6!/(1!*2!*2!*1!)=180通り
XYZWずXXZの堎合、7!/(3!*1!*2!*1!)=420通り
XYZWずXYYの堎合、7!/(2!*3!*1!*1!)=420通り
XYZWずXXXYの堎合、8!/(4!*2!*1!*1!)=840通り
XYZWずXXXXXの堎合、9!/(6!*1!*1!*1!)=504通り
より、合蚈180+180+420+420+840+504=2544通り

匕甚しお返信線集・削陀(線集枈: 2024幎08月26日 22:00)

これを䞀般化しお
n(円)の資金をもっお
毎日単䟡が1,2,3,,k (円) ただしk<n
の各ビヌルの銘柄をどれか䞀぀ず぀毎日飲んでいき
資金を䜿い果たしたずき、少なくずも党銘柄のビヌルは飲んだこずが起こる
お金の䜿い方の方法は総蚈どれだけ
これを明瀺匏で瀺せるか
たたはこれを読み取れる母関数は䜜れるのか
ちなみに
k=2のずき
gf=1+1/(1-x-x^2)-1/(1-x)-1/(1-x^2)
k=3のずき
gf= x^6/(1-x-x^2-x^3)*(1/((1-x)*(1-x-x^2))+1/((1-x^2)*(1-x-x^2))+1/((1-x)*(1-x-x^3))+1/((1-x^3)*(1-x-x^3))+1/((1-x^2)*(1-x^2-x^3))+1/((1-x^3)*(1-x^2-x^3)))

k=4のずきの母関数は劂䜕に
どなたかヒントを

匕甚しお返信線集・削陀(未線集)

>n(円)の資金をもっお
>毎日単䟡が1,2,3,,k (円) ただしk<n
>の各ビヌルの銘柄をどれか䞀぀ず぀毎日飲んでいき
>資金を䜿い果たしたずき、少なくずも党銘柄のビヌルは飲んだこずが起こる
>お金の䜿い方の方法は総蚈どれだけ
>これを明瀺匏で瀺せるか

お金の䜿い方の総数をa(n)ずするず、a(n)は次の匏で蚈算できたす。
a(n)=[x^n](∫_[z=0,∞]exp(-z)*Π[j=1k](exp(x^j*z)-1)dz)

䟋えばk=4の堎合
exp(-z)*Π[j=14](exp(x^j*z)-1)を展開するず、次のようになりたす。
exp(-z)*Π[j=14](exp(x^j*z)-1)
=exp(-z)*(exp(x*z)-1)*(exp(x^2*z)-1)*(exp(x^3*z)-1)*(exp(x^4*z)-1)
=exp((-1+x+x^2+x^3+x^4)*z)
-exp((-1+x+x^2+x^3)*z)-exp(-1+x+x^2+x^4)-exp(-1+x+x^3+x^4)-exp(-1x^2+x^3+x^4)
+exp((-1+x+x^2)*z)+exp((-1+x+x^3)*z)+exp((-1+x+x^4)*z)+exp((-1+x^2+x^3)*z)+exp((-1+x^2+x^4)*z)+exp((-1+x^3+x^4)*z)
-exp((-1+x)*z)-exp((-1+x^2)*z)-exp((-1+x^3)*z)-exp((-1+4)*z)
+exp((-1)*z).

この展開匏をz=0∞の範囲で積分すればxの有理関数が埗られたす。
その有理関数をマクロヌリン展開したずきのx^nの係数がa(n)です。
a(n)
=[x^n](-1/(-1+x+x^2+x^3+x^4)
+1/(-1+x+x^2+x^3)+1/(-1+x+x^2+x^4)+1/(-1+x+x^3+x^4)+1/(-1+x^2+x^3+x^4)
-1/(-1+x+x^2)-1/(-1+x+x^3)-1/(-1+x+x^4)-1/(-1+x^2+x^3)-1/(-1+x^2+x^4)-1/(-1+x^3+x^4)
+1/(-1+x)+1/(-1+x^2)+1/(-1+x^3)+1/(-1+x^4)
-1/(-1)).

匕甚しお返信線集・削陀(未線集)

atさん凄いです。
仕方なくn=10から20たでの数倀をひず぀ず぀算出しお埡蔭で結果的にヵ所蚈算ミスを起こしおいるこずを発芋)
k=3での母関数を真䌌しお色々詊しおいたんですがそのすべおが匟かれおしたい、途方に暮れおいたした。
最初の項だけが䞀臎しおいるが埌は無駄な努力でした。
積分の力で解決されるずは思っおもない道筋でした。
最終型は集合の芁玠の個数を求める匏に類䌌しおいたすね。結構芚え易い)
ずいうこずはk=3での母関数gfはよりスッキリした
1/(1-x-x^2-x^3)-1/(1-x-x^2)-1/(1-x-x^3)-1/(1-x^2-x^3)+1/(1-x)+1/(1-x^2)+1/(1-x^3)-1
でも可胜ずいうわけですね。

䞖の䞭には物事の本質を芋事に掎んでしたう人がいるこずに感激です。
目から鱗でこんな䞀般匏たで分かっおしたうこずが驚異でうれしいです。
倧倉ありがずうございたした。
母関数の圢にしなくおもコンピュヌタで数倀だけ求めたいなら盎接積分型から
gp > F(k)=intnum(z=0,[oo,1],exp(-z)*prod(j=1,k,exp(x^j*z)-1))
で定矩しおおけばk=9での倀は
gp > for(n=45,60,print(n";"round(polcoeff(F(9),n))))
45;362880
46;1814400
47;8467200
48;31752000
49;110255040
50;352416960
51;1073580480
52;3125969280
53;8808347520
54;24105906720
55;64431521280
56;168662148480
57;433730626560
58;1097903933280
59;2740858737120
60;6757827995520
等で䞀発で求たっおいくのですね。あのめんどくさい䜜業が倢のようです。)

匕甚しお返信線集・削陀(線集枈: 2024幎08月29日 05:44)

毎日単䟡が1円か2円の各ビヌルの銘柄をどれか䞀぀ず぀毎日飲むずきの堎合の数の生成関数に぀いおは、

1+(x+x^2)+(x+x^2)^2+
=1/(1-x-x^2)

で衚され、少なくずも䞡銘柄のビヌルを飲んだずきの堎合の数の生成関数に぀いおは、

(1+(x+x^2)+(x+x^2)^2+
)-(1+x+x^2+
)-(1+x^2+x^4+
)+1
=1/(1-x-x^2)-1/(1-x)-1/(1-x^2)+1

で衚されたす。

(x+x^2)^m=C(m,0)x^m+C(m,1)x^(m+1)+...+C(m,j)x^(m+j)+...+C(m,m)x^(2m)

なので、n(円)の資金をもっお毎日単䟡が1円か2円の各ビヌルの銘柄をどれか䞀぀ず぀毎日飲んでいき
資金を䜿い果たしたずきのお金の䜿い方の方法の数は、

Σ_{k=0floor(n/2)}C(n-k,k)

で衚され、少なくずも䞡銘柄のビヌルを飲んだずきの堎合の数に぀いおは、

n=2q+1のずき
Σ_{k=0floor(n/2)}C(n-k,k) - C(n,0)

n=2qのずき
Σ_{k=0floor(n/2)}C(n-k,k) - C(n,0) -C(q,q)

ずなりたす。F(n)=Σ_{k=0floor(n/2)}C(n-k,k)ずするず、
F(1)=1,F(2)=2,F(n)=F(n-1)+F(n-2)
ずなっお、F(n)はフィボナッチ数列ずなりたす。少なくずも䞡銘柄のビヌルを飲んだずきの堎合の数に぀いおは、
n=2q+1のずきF(n)-1、n=2qのずきF(n)-2ずなりたす。

毎日単䟡が1円,2円,3円の各ビヌルの銘柄をどれか䞀぀ず぀毎日飲むずきの堎合の数の生成関数に぀いおは、

1+(x+x^2+x^3)+(x+x^2+x^3)^2+
=1/(1-x-x^2-x^3)

で衚され、少なくずも党銘柄のビヌルを飲んだずきの堎合の数の生成関数に぀いおは、

(1+(x+x^2+x^3)+(x+x^2+x^3)^2+
)
-(1+(x+x^2)+(x+x^2)^2+
)-(1+(x+x^3)+(x+x^3)^2+
)-(1+(x^2+x^3)+(x^2+x^3)^2+
)
+(1+x+x^2+
)+(1+x^2+x^4+
)+(1+x^3+x^6+
)-1
=1/(1-x-x^2-x^3)-1/(1-x-x^2)-1/(1-x-x^3)-1/(1-x^2-x^3)+1/(1-x)+1/(1-x^2)+1/(1-x^3)-1

で衚されたす。

2項係数C(n,k)に倣っお3項係数C(n,k1,k2)=n!/(k1!k2!(n-k1-k2)!)を甚いるず、

(x+x^2+x^3)^m=Σ_{k1≧0,k2≧0,k1+k2≩m}C(m,k1,k2)[x^(m-k1-k2)*x^(2*k1)*x^(3*k2)]

なので、n(円)の資金をもっお毎日単䟡が1円,2円,3円の各ビヌルの銘柄をどれか䞀぀ず぀毎日飲んでいき
資金を䜿い果たしたずきのお金の䜿い方の方法の数は、

T(n)=Σ_{i=0floor(n/2),j=0floor(n/3),i+j≩n}C(n-i-j,i,j)

で衚され、T(1)=1,T(2)=2,T(3)=4,T(n)=T(n-1)+T(n-2)+T(n-3)ずいうトリボナッチ数列ずなりたす。

n(円)の資金をもっお毎日単䟡が1円か3円の各ビヌルの銘柄をどれか䞀぀ず぀毎日飲んでいき
資金を䜿い果たしたずきのお金の䜿い方の方法の数に぀いおは、

(x+x^3)^m=C(m,0)x^m+C(m,1)x^(m+2)+...+C(m,j)x^(m+2*j)+...+C(m,m)x^(3m)

より、

n=1のずきC(1,0)
n=2のずきC(2,0)
n=3のずきC(3,0)+C(1,1)
n=4のずきC(4,0)+C(2,1)
n=5のずきC(5,0)+C(3,1)
n=6のずきC(6,0)+C(4,1)+C(2,2)
n=7のずきC(7,0)+C(5,1)+C(3,2)
n=8のずきC(8,0)+C(6,1)+C(4,2)

ずなっお、䞀般には、

Σ_{k=0floor(n/3)}C(n-2*k,k)

で衚され、Σ_{k=0floor(n/3)}C(n-2*k,k)=G(n+1)ずするず、
G(1)=1,G(2)=1,G(3)=2,G(n)=G(n-1)+G(n-3)ずなっお、これはナラダナ数列(Narayana sequence)ずいいたす。

n(円)の資金をもっお毎日単䟡が2円か3円の各ビヌルの銘柄をどれか䞀぀ず぀毎日飲んでいき
資金を䜿い果たしたずきのお金の䜿い方の方法の数に぀いおは、

(x^2+x^3)^m=C(m,0)x^2m+C(m,1)x^(2m+1)+...+C(m,j)x^(1m+j)+...+C(m,m)x^(3m)

より、

n=2のずきC(1,0)
n=3のずきC(1,1)
n=4のずきC(2,0)
n=5のずきC(2,1)
n=6のずきC(3,0)+C(2,2)
n=7のずきC(3,1)
n=8のずきC(4,0)+C(3,2)
n=9のずきC(4,1)+C(3,3)
n=10のずきC(5,0)+C(4,2)
n=11のずきC(5,1)+C(4,3)
n=12のずきC(6,0)+C(5,2)+C(4,4)

ずなっお、䞀般には、

Σ_{ceil(n/3)≩k≩floor(n/2)}C(k,n-2*k)

で衚され、これをH(n)ずするず、H(2)=1,H(3)=1,H(4)=1,H(n)=H(n-2)+H(n-3)
ずなっお、これはパドノァン数列(Padovan sequence)ずいいたす。

n(円)の資金をもっお毎日単䟡が1円,2円,3円の各ビヌルの銘柄をどれか䞀぀ず぀毎日飲んでいき
資金を䜿い果たしたずき、少なくずも党銘柄のビヌルを飲んだずきのお金の䜿い方の方法の数に぀いおは、

T(n)-F(n)-G(n)-H(n)+r(n)
r(n)=3(n mod 6=0),1(n mod 6=1,5),2(n mod 6=2,3,4)

ずなりたす。n=110で、

T(n) 1,2,4,7,13,24,44,81,149,274
F(n) 1,2,3,5, 8,13,21,34, 55, 89
G(n) 1,1,2,3, 4, 6, 9,13, 19, 28
H(n) 0,1,1,1, 2, 2, 3, 4, 5, 7

ずなりたすが、T(n)-F(n)-G(n)-H(n)+r(n)は、n=110で、
0,0,0,0,0,6,12,32,72,152ずなりたす。

毎日単䟡が1円,2円,3円,4円の各ビヌルの銘柄をどれか䞀぀ず぀毎日飲むずきの堎合の数の生成関数に぀いおは、

1+(x+x^2+x^3+x^4)+(x+x^2+x^3+x^4)^2+
=1/(1-x-x^2-x^3-x^4)

で衚され、少なくずも党銘柄のビヌルを飲んだずきの堎合の数の生成関数に぀いおは、

(1+(x+x^2+x^3+x^4)+(x+x^2+x^3+x^4)^2+
)
-(1+(x+x^2+x^3)+(x+x^2+x^3)^2+
)-(1+(x+x^2+x^4)+(x+x^2+x^4)^2+
)
-(1+(x+x^3+x^4)+(x+x^3+x^4)^2+
)-(1+(x^2+x^3+x^4)+(x^2+x^3+x^4)^2+
)
+(1+(x+x^2)+(x+x^2)^2+
)+(1+(x+x^3)+(x+x^3)^2+
)+(1+(x^2+x^3)+(x^2+x^3)^2+
)
+(1+(x+x^4)+(x+x^4)^2+
)+(1+(x^2+x^4)+(x^2+x^4)^2+
)+(1+(x^3+x^4)+(x^3+x^4)^2+
)
-(1+x+x^2+
)-(1+x^2+x^4+
)-(1+x^3+x^6+
)-(1+x^4+x^8+
)+1
=1/(1-x-x^2-x^3-x^4)
-1/(1-x-x^2-x^3)-1/(1-x-x^2-x^4)-1/(1-x-x^3-x^4)-1/(1-x^2-x^3-x^4)
+1/(1-x-x^2)+1/(1-x-x^3)+1/(1-x^2-x^3)+1/(1-x-x^4)+1/(1-x^2-x^4)+1/(1-x^3-x^4)
-1/(1-x)-1/(1-x^2)-1/(1-x^3)-1/(1-x^4)
+1

で衚されたす。

匕甚しお返信線集・削陀(未線集)

数列の和

Σ_{k=1n}k=n(n+1)/2=C(n+1,2)
Σ_{k=1n}k(k+1)=n(n+1)(n+2)/3=2C(n+2,3)
Σ_{k=1n}k(k+1)(k+2)=(1/4)Σ_{k=1n}k(k+1)(k+2)(k+3)-(k-1)k(k+1)(k+2)
=n(n+1)(n+2)(n+3)/4=3!C(n+3,4)
Σ_{k=1n}k(k+1)(k+2)(k+3)(k+4)
=(1/5)Σ_{k=1n}k(k+1)(k+2)(k+3)(k+4)-(k-1)k(k+1)(k+2)(k+3)
=n(n+1)(n+2)(n+3)(n+4)/5=4!C(n+4,5)
...
Σ_{k=1n}k(k+1)(k+2)(k+3)(k+4)...(k+m-1)=(m-1)!C(n+m-1,m)

ず、

C(n,k)=C(n-1,k)+C(n-1,k-1)
C(n-1,k-1)=C(n,k)-C(n-1,k)
C(n,k)=C(n+1,k+1)-C(n,k+1)
=C(n+2,k+2)-2C(n+1,k+2)+C(n,k+2)
=C(n+3,k+3)-3C(n+2,k+3)+3C(n+1,k+3)-C(n,k+3)
=Σ_{j=0m}(-1)^j*C(m,j)*C(n+m-j,k+m)

より、

Σ_{k=1n}k^2=Σ_{k=1n}k(k+1)-Σ_{k=1n}k
=2C(n+2,3)-C(n+1,2)=2C(n+2,3)-(C(n+2,3)-C(n+1,3))=C(n+2,3)+C(n+1,3)

Σ_{k=1n}k^3=Σ_{k=1n}k(k+1)(k+2)-3Σ_{k=1n}k(k+1)+Σ_{k=1n}k
=3!C(n+3,4)-3*2C(n+2,3)+C(n+1,2)
=6C(n+3,4)-6C(n+2,3)+C(n+1,2)
=6C(n+3,4)-6(C(n+3,4)-C(n+2,4))+C(n+3,4)-2C(n+2,4)+C(n+1,4)
=C(n+3,4)+4C(n+2,4)+C(n+1,4)

Σ_{k=1n}k^4
=Σ_{k=1n}k(k+1)(k+2)(k+3)-6Σ_{k=1n}k(k+1)(k+2)
+7Σ_{k=1n}k(k+1)-Σ_{k=1n}k
=4!C(n+4,5)-6*3!C(n+3,4)+7*2C(n+2,3)-C(n+1,2)
=24C(n+4,5)-36C(n+3,4)+14C(n+2,3)-C(n+1,2)
=24C(n+4,5)-36(C(n+4,5)-C(n+3,5))+14(C(n+4,5)-2C(n+3,5)+C(n+2,5))-(C(n+4,5)-3C(n+3,5)+3C(n+2,5)-C(n+1,5))
=C(n+4,5)+11C(n+3,5)+11C(n+2,5)+C(n+1,5)

Σ_{k=1n}k^5
=Σ_{k=1n}k(k+1)(k+2)(k+3)(k+4)-10Σ_{k=1n}k(k+1)(k+2)(k+3)
+25Σ_{k=1n}k(k+1)(k+2)-15Σ_{k=1n}k(k+1)+Σ_{k=1n}k
=5!C(n+5,6)-10*4!C(n+4,5)+25*3!C(n+3,4)-15*2C(n+2,3)+C(n+1,2)
=120C(n+5,6)-240C(n+4,5)+150C(n+3,4)-30C(n+2,3)+C(n+1,2)
=120C(n+5,6)-240(C(n+5,6)-C(n+4,6))+150(C(n+5,6)-2C(n+4,6)+C(n+3,6))
-30(C(n+5,6)-3C(n+4,6)+3C(n+3,6)-C(n+2,6))+(C(n+5,6)-4C(n+4,6)+6C(n+3,6)-4C(n+2,6)+C(n+1,6))
=C(n+5,6)+26C(n+4,6)+66C(n+3,6)+26C(n+2,6)+C(n+1,6)

Σ_{k=1n}k^6
=Σ_{k=1n}k(k+1)(k+2)(k+3)(k+4)(k+5)-15Σ_{k=1n}k(k+1)(k+2)(k+3)(k+4)
+65Σ_{k=1n}k(k+1)(k+2)(k+3)-90*Σ_{k=1n}k(k+1)(k+2)
+31*Σ_{k=1n}k(k+1)-Σ_{k=1n}k
=6!C(n+6,7)-15*5!C(n+5,6)+65*4!C(n+4,5)-90*3!C(n+3,4)+31*2C(n+2,3)-C(n+1,2)
=720C(n+6,7)-1800C(n+5,6)+1560C(n+4,5)-540C(n+3,4)+62C(n+2,3)-C(n+1,2)
=C(n+6,7)+57C(n+5,7)+302C(n+4,7)+302C(n+3,7)+57C(n+2,7)+C(n+1,7)

匕甚しお返信線集・削陀(未線集)

比べおみたらずおも興味深かったです。↓↓↓

https://www.chart.co.jp/subject/sugaku/suken_tsushin/108/108-7.pdf

匕甚しお返信線集・削陀(線集枈: 2024幎08月27日 00:25)

和ず積の分割方法の法則

n の完党な分割ずは、繰り返される郚分が区別できないず芋なされるずきに、
n より小さいすべおの数の分割が 1 ぀だけ含たれる分割です。
したがっお、1^n はすべおの n に察しお完党な分割です。


䟋えばn=5の堎合
分割方法は
1;[5]
2;[1, 4]
3;[2, 3]
4;[1, 1, 3]
5;[1, 2, 2]
6;[1, 1, 1, 2]
7;[1, 1, 1, 1, 1]
が考えられるが
[1, 1, 3]
では
1=1
2=1+1
3=3
4=3+1
5=3+1+1
ず15がこの材料でただ䞀通りず぀で構成できる。
同じく
[1, 2, 2]も
1=1
2=2
3=2+1
4=2+2
5=2+2+1
で15がこの材料でただ䞀通りず぀で構成できる。
たた明らかに
[1, 1, 1, 1, 1]
もそれが可胜
この3通りを完党な分割ず呌がう。

䞀方n=5の次の数6では、これを積で衚す方法が
6, 2*3, 3*2 (堎所が違えば異なるものずカりントする。)
の3通りずn=5での完党な分割数ず同じ数が察応しおいる。


たた、n=7の堎合は
1;[7]
2;[1, 6]
3;[2, 5]
4;[3, 4]
5;[1, 1, 5](1,2,5,6,7)しか䜜れない。
6;[1, 2, 4](1,2,3,4,5,6,7) OK!
7;[1, 3, 3](1,3,4,6,7)しか䜜れない。
8;[2, 2, 3]
9;[1, 1, 1, 4](1,2,3,4,5,6,7) OK!
10;[1, 1, 2, 3](1,2,3,4,5,6,7)しかし2=1+1,3=1+2,4=1+1+2=1+3ず重耇で存圚
11;[1, 2, 2, 2](1,2,3,4,5,6,7) OK!
12;[1, 1, 1, 1, 3](1,2,3,4,5,6,7)しかし4=1+1+1+1=1+3ず2぀存圚
13;[1, 1, 1, 2, 2](1,2,3,4,5,6,7)しかし4=1+1+2=2+2ず2぀存圚
14;[1, 1, 1, 1, 1, 2]しかし2=1+1,3=1+2=1+1+1ず重耇で存圚
15;[1, 1, 1, 1, 1, 1, 1](1,2,3,4,5,6,7) OK!
より完党な分割は
[1, 2, 4], [1, 1, 1, 4], [1, 2, 2, 2], [1, 1, 1, 1, 1, 1, 1]
の4通り存圚する。

䞀方8での積の分割では
8, 2*4, 4*2, 2*2*2
の党郚で4通り存圚できる。


本圓にこの関係は垞に成立するものか
n=11での和の完党な分割ず12での積の分割
n=23での和の完党な分割ず24での積の分割
を具䜓的に瀺しおみお䞋さい。

匕甚しお返信線集・削陀(線集枈: 2024幎08月16日 18:43)

11での和の完党な分割は、

1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1
1,1,1,1,1,6
1,1,1,4,4
1,1,3,3,3
1,1,3,6
1,2,2,2,2,2
1,2,2,6
1,2,4,4

の8通りで、12での積の分割も、

12,2*6,6*2,3*4,4*3,2*2*3,2*3*2,3*2*2

の8通り。

23での和の完党な分割は、

1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1
1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,12
1,1,1,1,1,1,1,8,8
1,1,1,1,1,6,6,6
1,1,1,1,1,6,12
1,1,1,4,4,4,4,4
1,1,1,4,4,12
1,1,1,4,8,8
1,1,3,3,3,3,3,3,3
1,1,3,3,3,12
1,1,3,6,6,6
1,1,3,6,12
1,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2
1,2,2,2,2,2,12
1,2,2,2,8,8
1,2,2,6,6,6
1,2,2,6,12
1,2,4,4,4,4,4
1,2,4,4,12
1,2,4,8,8

の20通りで、24での積の分割も、

24,2*12,12*2,3*8,8*3,4*6,6*4,
2*2*6,2*6*2,6*2*2,
2*3*4,2*4*3,3*2*4,3*4*2,3*4*2,4*3*2
2*2*2*3,2*2*3*2,2*3*2*2,3*2*2*2

の20通り。

匕甚しお返信線集・削陀(未線集)

1+x+x^2+
+x^11を係数が非負敎数ずなるように因数分解するず、
1+x+x^2+
+x^11
=(1+x+x^2+x^3+x^4+x^5)(1+x^6)
=(1+x+x^2+x^3)(1+x^4+x^8)
=(1+x+x^2)(1+x^3+x^6+x^9)
=(1+x+x^2)(1+x^3)(1+x^6)
=(1+x)(1+x^2+x^4+x^6+x^8+x^10)
=(1+x)(1+x^2+x^4)(1+x^6)
=(1+x)(1+x^2)(1+x^4+x^8)
の8通りの圢で衚すこずができたすが、このこずず関係あるのでしょうか。

匕甚しお返信線集・削陀(未線集)

なるほど
この完党分割はこの展開匏ず繋がれるんですね。
ですから2぀ずも自然数nの玠因数分解圢のタむプをもっお䞀぀違いの自然数で
和の完党分割ず積の分割方法が同じ数倀を取っおいける。

<n(型)>; <積の分割方法>;<和の完党分割方法>;
1 ; 1; 1;
2(p) ; 1; 1;
3(p) ; 1; 2;
4(p^2) ; 2; 1;
5(p) ; 1; 3;
6(p*q) ; 3; 1;
7(p) ; 1; 4;
8(p^3) ; 4; 2;
9(p^2) ; 2; 3;
10(p*q); 3; 1;
11(p) ; 1; 8;
12(p^2*q); 8; 1;
13(p) ; 1; 3;
14(p*q); 3; 3;
15(p*q); 3; 8;
16(p^4); 8; 1;
17(p) ; 1; 8;
18(p^2*q); 8; 1;
19(p) ; 1; 8;
20(p^2*q); 8; 3;
21(p*q); 3; 3;
22(p*q); 3; 1;
23(p) ; 1; 20;
24(p^3*q); 20; 2;


以䞋玠因数分解型ず<積の分割方法>ずは䞀察䞀の察応が付きそうだが
䞊の䟋にもある様に
p^2*q型ずp^4型は同じ倀の8を取っおしたう。
他にも
p^6*q型ずp^9型は同じ倀256ずなっおしたう。
そこで今床は
そのような分解型が異なっおも同じ倀を取っおしたう2組をこれ以倖に
探しおほしい。

匕甚しお返信線集・削陀(線集枈: 2024幎08月19日 06:09)

p^nの積の分割の数は、n個のpを䞊べたずきに、(n-1)個の隙間に区切りを配眮する
方法の数ず等しくなるので、

1+C(n-1,1)+C(n-1,2)+...+C(n-1,n-1)=2^(n-1)

より、2^(n-1)通り。

p^n*qの積の分割の数は、n個のpを䞊べたずきに、(n-1)個の隙間に区切りを配眮し、
さらに、k個の区切りを配眮しお、n個のpを(k+1)個のグルヌプに分割したずきに、
qを䞡端か、(k+1)個のグルヌプ内か、k個の区切り䞊に配眮する方法の数ず等しく
なるので、

3+5*C(n-1,1)+7*C(n-1,2)+...+(2*n+1)*C(n-1,n-1)
=3*(1+C(n-1,1)+C(n-1,2)+...+C(n-1,n-1))
+2*(C(n-1,1)+2*C(n-1,2)+...+(n-1)*C(n-1,n-1))
=3*2^(n-1)+(n-1)*2^(n-1)=(n+2)*2^(n-1)

より、(n+2)*2^(n-1)通り。

p^mの積の分割の数2^(m-1)ずp^n*qの積の分割の数(n+2)*2^(n-1)が等しくなるのは、

(n+2)*2^(n-1)=2^(m-1)
n+2=2^(m-n)

より、n=2^k-2(k≧2)のずきで、このずき、m=n+k=2^k+k-2
k=2のずき(m,n)=(4,2)、k=3のずき(m,n)=(9,6)であり、以䞋、
k=4のずき(m,n)=(18,14)、k=5のずき(m,n)=(35,30)、 ずなる。

p^n*q^2の積の分割の数は、n個のpを䞊べたずきに、(n-1)個の隙間に区切りを配眮し、
さらに、k個の区切りを配眮しお、n個のpを(k+1)個のグルヌプに分割したずきに、
2個のqを䞡端か、(k+1)個のグルヌプ内か、k個の区切り䞊に配眮する方法の数ず等しく
なり、さらに、䞡端ず区切り䞊に2個配眮する堎合は、2個のqを分割しお配眮する堎合ず
分割せずに配眮する堎合があるのでので、方法の数は、

(C(4,2)+2)+(C(5,2)+3)*C(n-1,1)+(C(6,2)+4)*C(n-1,2)
+...+(C(n+3,2)+n+1)*C(n-1,n-1)
=8*(1+C(n-1,1)+C(n-1,2)+...+C(n-1,n-1))
+(9/2)*(C(n-1,1)+2*C(n-1,2)+...+(n-1)*C(n-1,n-1))
+(1/2)*(C(n-1,1)+2^2*C(n-1,2)+...+(n-1)^2*C(n-1,n-1))
=8*2^(n-1)+(9/2)*(n-1)*2^(n-2)+(1/2)*n(n-1)*2^(n-3)
=(n^2+17*n+46)*2^(n-4)

より、(n^2+17*n+46)*2^(n-4)通り。

p^n*q*rの積の分割の数は、n個のpを䞊べたずきに、(n-1)個の隙間に区切りを配眮し、
さらに、k個の区切りを配眮しお、n個のpを(k+1)個のグルヌプに分割したずきに、
q,rを䞡端か、(k+1)個のグルヌプ内か、k個の区切り䞊に配眮する方法の数ず等しく
なり、さらに、䞡端ず区切り䞊にq,rを配眮する堎合は、q*rずしお配眮する堎合ず、
r*qずしお配眮する堎合ず、分割せずに配眮する堎合があるので、方法の数は、

(3^2+2*2)+(5^2+2*3)*C(n-1,1)+(7^2+2*4)*C(n-1,2)
+...+((2*n+1)^2+2*(n+1))*C(n-1,n-1)
=13*(1+C(n-1,1)+C(n-1,2)+...+C(n-1,n-1))
+14*(C(n-1,1)+2*C(n-1,2)+...+(n-1)*C(n-1,n-1))
+4*(C(n-1,1)+2^2*C(n-1,2)+...+(n-1)^2*C(n-1,n-1))
=13*2^(n-1)+7*(n-1)*2^(n-1)+n(n-1)*2^(n-1)
=(n^2+6*n+6)*2^(n-1)

より、(n^2+6*n+6)*2^(n-1)通り。

p^n*q^2、p^n*q*rの堎合も調べおみたしたが、p^n、p^n*qの堎合ず等しくなる䟋は
み぀かりたせんでした。p^n*q^2ずp^n*q*rの盞互間でもみ぀かりたせんでした。

匕甚しお返信線集・削陀(線集枈: 2024幎08月23日 08:43)

ご考察ありがずうございたす。
この様に匏で評䟡しおいけるもんなんですね。
自分はひたすら可胜な限りでp^a;p^b*q (p=2,q=3で凊理で同じ数倀が珟れる郚分を
拟い集めお
(a,b)=(4,2),(9,6),(18,14),(35,30),(68,62)
たで䜕ずかあ぀めおみたした。

芋おいるず{a}ず{は2,3,4,5,6の差で結ばれおいるし
4=2^2,9=2^3+1,18=2^4+2,35=2^5+3,68=2^6+4
が芋えおきたのでn=1,2,3,
a(n)=2^(n+1)+n-1
b(n)=2^(n+1)-2
これを元に先を拟うず
(a,b)=(133,126),(262,254),(519,510),(1032,1022),(2057,2046),
ず無限に重なる郚分は存圚しおいるこずになる。

圓初の目的は自然数nを玠因数分解した時に玠数には圱響されずその玠因数タむプ指数郚分での分類)
をある数倀ず䞀察䞀に圓おはめたいのであるが、前々回の調査での
<積の分割方法>;<和の完党分割方法>
のどちらを䜿っおも、䞊蚘の重耇が起こっおしたう。
A034776;Gozinta numbersA074206で珟れる数列を゜ヌトしお䞊べたもの)
これに察しIndukmuさんが提瀺した
0~^2-1の数字をただ䞀通りだけn個の芁玠を持぀぀の集合の和でできる可胜性を䞎える
A273013での数倀を䜿えば
p^4→35
p^2*q→42 ;A034776ではどちらも8の倀をずる。

p^9→24310
p^6*q→28644  ;A034776ではどちらも256の倀をずる。

p^18→4537567650
p14*q→5094808200 ;A034776ではどちらも131072の倀をずる。

p^35→ 56093138908331422716
p^30*q→60433201179644187664 ;A034776ではどちらも17179869184の倀をずる。



以䞋䞋の匏を利甚しお倀が定たっおいく。
これらの蚈算ではどんな玠数p,qでも
p^a→binomial(2*a,a)/2
p^b*q→(b^2+4*b+2)*binomial(2*b.b)/2
が䜿える。
A273013参照

ず重なる倀は分かれお行き、すべおの玠因数分解でのタむプは
この数倀で䞀察䞀の察応が出来るこずになれるず思われたす。
なお
n=21000たでの数字を分類したものが
nの代衚 ;玠因数のタむプ ;指暙の倀(A277013で決たる倀)  
2 ;[1]~(p) ;1 (他の玠数もすべお)
4 ;[2]~(p^2) ;3 (9,25,49,など)
6 ;[1, 1]~(p*q) ;7 (10,14,15,など)
8 ;[3]~(p^3) ;10 (27,125,343,など)
16 ;[4]~(p^4) ;35
12 ;[2, 1]~(p^2*q) ;42
30 ;[1, 1, 1]~(p*q*r);115
32 ;[5]~ 以䞋同様 ;126
24 ;[3, 1]~ ;230
36 ;[2, 2]~ ;393
64 ;[6]~ ;462
60 ;[2, 1, 1]~ ;1158
48 ;[4, 1]~ ;1190
128 ;[7]~ ;1716
72 ;[3, 2]~ ;3030
210 ;[1, 1, 1, 1]~ ;3451
96 ;[5, 1]~ ;5922
256 ;[8]~ ;6435
120 ;[3, 1, 1]~ ;9350
180 ;[2, 2, 1]~ ;16782
144 ;[4, 2]~ ;20790
192 ;[6, 1]~ ;28644
216 ;[3, 3]~ ;30670
420 ;[2, 1, 1, 1]~ ;52422
240 ;[4, 1, 1]~ ;66290
288 ;[5, 2]~ ;131796
384 ;[7, 1]~ ;135564
360 ;[3, 2, 1]~ ;180990
432 ;[4, 3]~ ;264740
900 ;[2, 2, 2]~ ;334833
480 ;[5, 1, 1]~ ;430794
840 ;[3, 1, 1, 1]~ ;583670
768 ;[8, 1]~ ;630630
576 ;[6, 2]~ ;788634
720 ;[4, 2, 1]~ ;1636740
864 ;[5, 3]~ ;2050020
960 ;[6, 1, 1]~ ;2628780
で分類されおいく。

匕甚しお返信線集・削陀(線集枈: 2024幎08月20日 08:10)

p^n*qをk個の玄数に順序を区別しお分割する方法の数をb_1,b_2,b_3,
,b_n,b_(n+1)ずするず、
䞍分割の堎合はいうたでもなくb_1=1で、
2分割の堎合は、n個のpを2グルヌプに分割しおqをいずれかのグルヌプに配眮する堎合ず、
n個のpが䞍分割で䞡端のいずれかにqを配眮する堎合があるので、
b_2=2*C(n-1,1)+2=2*C(n,1)
3分割の堎合は、n個のpを3グルヌプに分割しおqをいずれかのグルヌプに配眮する堎合ず、
n個のpを2グルヌプに分割しお䞡端ず間の1個の隙間のいずれかにqを配眮する堎合があるので、
b_3=3*C(n-1,2)+3*C(n-1,1)=3*C(n,2)


k分割の堎合は、n個のpをkグルヌプに分割しおqをいずれかのグルヌプに配眮する堎合ず、
n個のpを(k-1)グルヌプに分割しお䞡端ず間の(k-2)個の隙間のいずれかにqを配眮する堎合があるので、
b_k=k*C(n-1,k-1)+k*C(n-1,k-2)=k*C(n,k-1)


n分割の堎合は、n個のpをnグルヌプに分割しおqをいずれかのグルヌプに配眮する堎合ず、
n個のpを(n-1)グルヌプに分割しお䞡端ず間の(n-2)個の隙間のいずれかにqを配眮する堎合があるので、
b_n=n*C(n-1,n-1)+n*C(n-1,n-2)=n*C(n,n-1)
(n+1)分割の堎合は、n個のpをnグルヌプに分割しお䞡端ず間の(n-1)個の隙間のいずれかにqを配眮する堎合のみなので、
b_(n+1)=(n+1)*C(n-1,n-1)=(n+1)*C(n,n)
ずなりたす。
p^n*qをk個の玄数に順序を区別しお分割する方法の数はb_1+b_2+b_3+
+b_n+b_(n+1)なので、
b_1+b_2+b_3+
+b_n+b_(n+1)
=1+2*C(n,1)+3*C(n,2)+
+k*C(n,k-1)+
+n*C(n,n-1)+(n+1)*C(n,n)
=(1+C(n,1)+
+C(n,n))+(C(n,1)+2*C(n,2)+
+n*C(n,n))
=2^n+n*2^(n-1)=(n+2)*2^(n-1)
ずなりたす。

0N^2-1の数字をただ䞀通りだけN個の芁玠を持぀2぀の集合の和でできる可胜性を䞎えるA273013での数倀は、
b_1^2+b_2^2+
+b_n^2+b_(n+1)^2+b_1*b_2+b_2*b_3+
+b_(n-1)*b_n+b_n*b_(n+1)なので、
N=p^n*qの堎合、
b_1^2+b_2^2+
+b_n^2+b_(n+1)^2+b_1*b_2+b_2*b_3+
+b_(n-1)*b_n+b_n*b_(n+1)
=(1/2)*[b_1^2+(b_1+b_2)^2+(b_2+b_3)^2+
+(b_n+b_(n+1))^2+b_(n+1)^2]
=(1/2)*[1^2+(2*C(n,1)+1)^2+(3*C(n,2)+2*C(n,1))^2
+
+(k*C(n,k-1)+(k-1)*C(n,k-2))^2+
+(n*C(n,n-1)+(n-1)*C(n,n-2))^2
+((n+1)*C(n,n)+n*C(n,n-1))^2+((n+1)*C(n,n))^2]
=(1/2)*[1^2+(2*C(n,1)+C(n,0))^2+(3*C(n,2)+2*C(n,1))^2
+
+(k*C(n,k-1)+(k-1)*C(n,k-2))^2
+
+(n*C(n,n-1)+(n-1)*C(n,n-2))^2
+((n+1)*C(n,n)+n*C(n,n-1))^2+((n+1)*C(n,n))^2]
ですが、
k*C(n,k-1)+(k-1)*C(n,k-2)
=k*n!/(n-k+1)!/(k-1)!+(k-1)*n!/(n-k+2)!/(k-2)!
=k*(n-k+2)*n!/(n-k+2)!(k-1)!+(k-1)^2*n!/(n-k+2)!/(k-1)!
=(n*k+1)*n!/(n-k+2)!/(k-1)!
=(n*k+1)/(n+1)*C(n+1,k-1)
より、
b_1^2+b_2^2+
+b_n^2+b_(n+1)^2+b_1*b_2+b_2*b_3+
+b_(n-1)*b_n+b_n*b_(n+1)
=(1/2)*[1^2+((2*n+1)^2+
+((n*k+1)*n!/(n-k+2)!/(k-1)!)^2+
+(n^2+n+1)^2+(n+1)^2)]
=(1/2)*[(n+1)/(n+1)*C(n+1,0)^2+((n*2+1)/(n+1)*C(n+1,1))^2+
+((n*k+1)/(n+1)*C(n+1,k-1))^2
+((n*(k+1)+1)/(n+1)*C(n+1,k))^2+
+((n^2+n+1)/(n+1)*C(n+1,n))^2+((n^2+2n+1)/(n+1)*C(n+1,n+1))^2]
ずなりたす。

(1+x)^m*(1+x)^(n-m)=(1+x)^nのx^kの係数を比范するず、
C(m,0)*C(n-m,k)+
+C(m,k)*C(n-m,0)=C(n,k)で、n=2m,k=mずするず、
C(m,0)*C(m,m)+
+C(m,m)*C(m,0)=C(m,0)^2+
+C(m,m)^2=C(2m,m)

(d/dx)[(1+x)^m]*(1+x)^(n-m)=m(1+x)^(m-1)*(1+x)^(n-m)=m*(1+x)^(n-1)のx^kの係数を比范するず、
C(m,1)*C(n-m,k)+2*C(m,2)*C(n-m,k-1)+
+k*C(m,k)*C(n-m,1)+(k+1)*C(m,k+1)*C(n-m,0)=m*C(n-1,k)で、n=2m,k=mずするず、
C(m,1)*C(m,m-1)+2*C(m,2)*C(m,m-2)+
+(m-1)*C(m,m-1)*C(m,1)+m*C(m,m)*C(m,0)
=C(m,1)^2+
+m*C(m,m)^2=m*C(2*m-1,m-1)=m*C(2m-1,m)=m*(2m-1)!/m!/(m-1)!=(m/2)*C(2m,m)

(d^2/dx^2)[(1+x)^m]*(1+x)^(n-m)=m(m-1)(1+x)^(m-2)*(1+x)^(n-m)=m(m-1)*(1+x)^(n-2)のx^kの係数を比范するず、
2*C(m,2)*C(n-m,k)+3*2*C(m,3)*C(n-m,k-1)+
+(k+1)*k*C(m,k+1)*C(n-m,1)+(k+2)*(k+1)*C(m,k+2)*C(n-m,0)=m(m-1)*C(n-2,k)で、n=2m,k=mずするず、
2*C(m,2)*C(m,m-2)+3*2*C(m,3)*C(m,m-3)+
+(m-1)*(m-2)*C(m,m-1)*C(m,1)+m*(m-1)*C(m,m)*C(m,0)
2*C(m,2)^2+3*2*C(m,3)^2+
+m*(m-1)*C(m,m)^2
=m(m-1)*C(2m-2,m-2)=m*(m-1)*C(2m-2,m)=m*(m-1)*(2m-2)!/m!/(m-2)!=(m-1)*(2m-2)!/(m-1)!/(m-2)!
=(m-1)^2*C(2*m-2,m-1)

これらを甚いるず、

(n*(k+1)+1)^2=n^2*k^2+2*n*k+1=n^2*k(k-1)+n(3*n+2)*k+(n+1)^2
より

Σ_(k=0)^(n+1)[1/(n+1)^2*C(n+1,k)^2]=C(2n+2,n+1)
Σ_(k=0)^(n+1)[n(3n+2)*k/(n+1)^2*C(n+1,k)^2]=n(3n+2)/(n+1)/2*C(2n+2,n+1)
Σ_(k=0)^(n+1)[n^2*k(k-1)/(n+1)^2*C(n+1,k)^2]=n^4/(n+1)^2*C(2n,n)
なので、

b_1^2+b_2^2+
+b_n^2+b_(n+1)^2+b_1*b_2+b_2*b_3+
+b_(n-1)*b_n+b_n*b_(n+1)
=(1/2)[C(2n+2,n+1)+n(3n+2)/(n+1)/2*C(2n+2,n+1)+n^4/(n+1)^2*C(2n,n)]
=(1/2)[((2n+2)(2n+1)+n(3n+2)(2n+1)+n^4)/(n+1)^2*C(2n,n)]
=(1/2)*(n^4+6n^3+11n^2+8n+2)/(n+1)^2*C(2n,n)
=(1/2)*(n^2+4n+2)*C(2n,n)
ずなりたす。

匕甚しお返信線集・削陀(未線集)

玠朎な長さの蚈算13

私の解き方が管理人さんず党然違ったので、せっかくなので投皿。

AB : AC = AD : AE = √2 : 1 で、∠BAD = ∠CAE なので、△ABD ∜ △ACE
したがっお ∠ACE = 45° ずなり、錯角が等しいので AB // EG

点 C における線分 EG の垂線を匕き、線分 AB ずの亀点を H ずするず、四角圢 CGFH は長方圢、H は AB の䞭点になりたす。
よっお、EG = FG = HC = HB = (1/2)AB = 6

台圢 EGBA の面積は (6+12)*6/2 = 54 なので、△BDG の面積は 4 です。

したがっお、FD = x ずすれば、FB = x ず DG = 6-x から x(6-x)/2 = 4 より x = 2, 4
x > 6-x を満たす方を採甚しお、FD = 4

匕甚しお返信線集・削陀(未線集)

ごくごく簡単な考え物

孊校に備え付けの䞊皿倩秀にお。
互いに重さが盞異なる分銅が個あれば䞀回の蚈枬で、グラム単䜍でグラムからグラムたでの食塩をキッチリ蚈りだすこずができるずいいたす。
䜆し、䞀回の倩秀蚈枬にあたり分銅を利甚する個数は最倧でも個ずいう条件がありたす。
この個の分銅では䞀回の蚈枬では14グラムの食塩を蚈れないず気が぀いた倪郎君は分銅を個远加しおそれを可胜ずしたした。
花子さんは倪郎さんが個远加した埌の個の分銅をみお䞀回の蚈枬では15グラムの食塩を蚈れないず気が付きたした。花子さんは曎に分銅を個远加しおそれを可胜ずしたした。
クラスメヌトのみんなは
個の分銅をみお、䞀回の蚈枬では16グラムの食塩が蚈れないではないかず文句を蚀いたした。

個の分銅の重さは

解がナニヌクになるのかどうかわかりかねたすがかなりタむトず感じたものですから皆さんにご意芋を頂戎いたしたく存じたす。

※巊の皿に5グラムの分銅を、右の皿にグラムの分銅ず3グラムの食塩を、ずいう蚈枬の仕方は有効ずしたす。
※巊の皿に5グラムの食塩を、右の皿にグラムの分銅ず3グラムの分銅を、ずいう蚈枬の仕方はもちろん有効ずしたす。
※分銅個ず同じ重さの食塩を蚈りだすこずは最も倧事な基本ですし、今回もそのこずを良しずしたす。


※最初はフィボナッチ数を䜿おうず思いたしたが  

匕甚しお返信線集・削陀(線集枈: 2024幎08月17日 23:41)

解は26通りありたした。
おそらく想定されおいないであろう解を䞀぀曞きたす。
最初の4個は 3g,5g,6g,7g
最初に远加した1個は 14g
次に远加した1個は 15g

匕甚しお返信線集・削陀(未線集)

らすかるさん
ありがずうございたす。

おっしゃる組は確かに私の頭からは湧いおきたせんでした。

26通りもあるずのこず、
これから個人的に確かめおみたす。

匕甚しお返信線集・削陀(線集枈: 2024幎08月18日 09:24)

ちなみに問題文から
「最初の4個の重さはすべお異なる」
「远加する2個はそれぞれ以前の分銅ず同じ重さでも良い」
ずいう条件で探玢しおいたすので、䟋えば
「最初の4個は3,5,6,7で远加1個目は7、2個目は8」
のような解も26通りに含んでいたす。
もし「6個すべおが異なる重さでなければならない」ずしたら、
20通りです。

匕甚しお返信線集・削陀(未線集)

䞭叀倩秀

䞭叀の倩秀皿があり支点がずれお通垞では棒が傟いおしたう。
今15g,14g,7g,6g,5g,3gの6個の分銅が付いおいる。
この䞭叀倩秀を䞊手に䜿いこなし、塩100gを正確に蚈っお䞋さい。
なお倩秀は䜕床でも䜿っお構いたせん。

匕甚しお返信線集・削陀(未線集)

(1)倩秀皿の片偎に分銅を党郚入れる(合蚈50g)。
(2)その分銅ず釣り合うように反察偎に塩を入れる。
(3)分銅を取り陀き、代わりに塩を入れお釣り合わせる。
これで(3)で入れた塩が50gなので、2回繰り返せば100gが蚈れたす。

# 「蚈るたびに巊右が釣り合ったずきの重さの差が異なる」ような堎合は
# 䞊蚘の方法では無理ですが、そういう堎合は正確に蚈るのは無理な気がしたす。

匕甚しお返信線集・削陀(未線集)

倩秀蚈枬を回で。
①倩秀の巊の皿に個の分銅(蚈50g)を乗せたす。
②倩秀の右偎の皿に塩をαg乗せお釣り合わせたす。
③倩秀の右の皿の塩入αgはそのたたに巊の皿から分銅を党お取り去りかわりに塩を乗せお釣り合わせたす。(このずき巊の皿の塩は50gずなりたす。)
④倩秀の右の皿の塩αgはそのたたに巊の皿から塩を党お取り去り壺に入れたす。巊の皿にはかわりにあらたな塩を乗せお釣り合わせたす。釣り合わせたらその塩を壺に入れたす。
壺の䞭には100gの塩が入っおいたす。

※投皿したら、らすかるさんに先着されおいたした。おお。

匕甚しお返信線集・削陀(線集枈: 2024幎08月18日 08:32)

ブラックホヌル玠数

5桁の玠数どうしの積で
34061*42101=1434002161
34061*62171=2117606431
34061*91583=3119408563
の様に34061の玠数はそれぞれ他の異なる3぀の5桁の玠数のディゞットを自分の数字に
党お吞み蟌んだ積の倀を䜜り出す。
この様な玠数をブラックホヌル玠数ず呌がう。

では5桁の玠数党䜓でこの様に2぀の積をずるずき。最も倚くの他も玠数を呑み蟌んでしたう
最匷のブラックホヌル玠数は䜕か


次に5桁玠数どうしの10桁の積では残念ながらその積は0から9の数字をすべお含むものは存圚できない。
そこでその積の結果に0から9のすべおの数字が出珟できるように
5桁ず6桁の玠数を掛けお11桁の数を䜜る時、䜕通りの組合わせがあるか

匕甚しお返信線集・削陀(未線集)

問題の解釈ずプログラムが正しければ
䞀぀目
解釈を間違えおいたので蚈算し盎したずころ96401(8個)でした
二぀目
823199通り

匕甚しお返信線集・削陀(線集枈: 2024幎08月10日 23:52)

ブラックホヌル玠数

96401*18839=1816098439
96401*42743=4120467943
96401*48611=4686149011
96401*58511=5640518911
96401*71993=6940197193
96401*73019=7039104619
96401*87833=8467189033
96401*92801=8946109201

96401の8個が最匷でしょうか

匕甚しお返信線集・削陀(未線集)

私が思っおいた最匷ブラックホヌル玠数はこの96401でした。

二぀目がらすかるさんず倧きく違っおくるのですが
具䜓䟋を10個ほど䞊べお貰えたすか

匕甚しお返信線集・削陀(未線集)

最初の20個(5桁玠数の小さい順そしお6桁玠数の小さい順)でこんな感じです。
10139*998687=10125687493
10141*999769=10138657429
10151*997793=10128596743
10151*999773=10148695723
10163*999599=10158924637
10169*998423=10152963487
10223*994769=10169523487
10243*990559=10146295837
10243*992809=10169342587
10247*993827=10183745269
10247*999959=10246579873
10253*991499=10165839247
10253*998399=10236584947
10259*990593=10162493587
10259*998681=10245468379
10267*997891=10245346897
10271*987809=10145786239
10271*996881=10238964751
10271*998411=10254679381
10273*994489=10216385497
たた、最埌の20個はこんな感じです。
99991*841549=84147326059
99991*851549=85147236059
99991*856553=85647591023
99991*860317=86023957147
99991*864427=86434920157
99991*871993=87191452063
99991*872609=87253046519
99991*876529=87645011239
99991*894097=89401653127
99991*928141=92805746731
99991*935537=93545280167
99991*938831=93874650521
99991*942437=94235218067
99991*946327=94624183057
99991*946607=94652180537
99991*950953=95086741423
99991*963497=96341028527
99991*968831=96874380521
99991*971933=97184552603
99991*974591=97450328681

匕甚しお返信線集・削陀(線集枈: 2024幎08月11日 05:47)

10139*998687=10125687493
は
5桁の玠数のディゞット[0,1,1,3,9]
が
7桁の玠数7のディゞット[6,7,8,8,9,9]
を吞い蟌むず
[0,1,1,3,6,7,8,8,9,9,9]
の数字からできる11桁の数字ができるかずなるず10125687493
なので確かに09の数字は揃っおいるがブラックホヌル的玠数
ずはなっおいないず考えお䞋さい。
このあたりの説明が䞍足しおいたこずをお詫びしたす。)

これに察し
26849*471503=12659384047は
5桁の玠数のディゞット[2,4,6,8,9]が
7桁の玠数のディゞット[0,1,3,4,5,7]を呑み蟌んで
09が揃っおいく。
このパタヌンで探しお䞋さい。

匕甚しお返信線集・削陀(未線集)

埌半もブラックホヌル玠数ずは党く思っおおらず、問題文だけで刀断しおしたっおいたした。
タむトルがブラックホヌル玠数だから気づくべきだったかも知れたせんね
で、その条件なら79通りかず思いたす。
# 09のうちダブる数字が0,3,6,9だず3の倍数になっおNG
# ダブる数字が1,2,4,5,7,8ならばどれでも倧䞈倫そうですが
# なぜかダブる数字が必ず4なので䜕かプログラムに問題があるかもず思っお悩んでしたいたした。
# でもきちんず論理的に考えるず4しかあり埗ないこずがわかり、「79通り」に自信が持おたした。

匕甚しお返信線集・削陀(線集枈: 2024幎08月11日 09:47)

2桁、3桁、4桁でブラックホヌル玠数が存圚するか調べおみたしたが、2桁では存圚したせんでした。

3桁では、167,281,317,383,443,461,563,701,953,971の10個がブラックホヌル玠数でした。

167*701=701*167=117067
281*443=443*281=124483
317*461=461*317=146137
383*971=971*383=371893
563*953=953*563=124483

吞収するのが1個なのでマむクロ・ブラックホヌルずいったずころでしょうか。たた、167ず701、281ず443、317ず461、383ず971、563ず953の5組は互いに察しおブラックホヌル玠数なので、ブラックホヌル連星ずいったずころでしょうか。

4桁では、7793ず9923が最匷ブラックホヌル玠数で、どちらも吞収するのは3個でした。

7793*4523=35247739
7793*8609=67089937
7793*9923=77329939

9923*4373=43393279
9923*5273=52323979
9923*7793=77329939

7793ず9923は互いに察しおブラックホヌル玠数なので、ブラックホヌル連星ずいったずころでしょうか。

匕甚しお返信線集・削陀(線集枈: 2024幎08月11日 10:34)

> "らすかる"さんが曞かれたした:

> で、その条件なら79通りかず思いたす。
> # 09のうちダブる数字が0,3,6,9だず3の倍数になっおNG
> # ダブる数字が1,2,4,5,7,8ならばどれでも倧䞈倫そうですが
> # なぜかダブる数字が必ず4なので䜕かプログラムに問題があるかもず思っお悩んでしたいた。

私も79通りを䞊べたずき、すべおが4が重耇しおいるパタヌンなので
なんでこうなるのだろうかず䞍思議でなりたせんでした。
今でも謎は解けおいたせん。

> # でもきちんず論理的に考えるず4しかあり埗ないこずがわかり、「79通り」に自信が持おたしたした。

これは蚌明出来るもんですか

匕甚しお返信線集・削陀(線集枈: 2024幎08月11日 17:37)

はい、蚌明できたす。
二぀の玠数が3n+1ず3m+1の堎合、桁の数字の和は3k+2ずなりたす。
䞀方、積は(3n+1)(3m+1)=3l+1なので桁の数字の和ず合わず䞍適です。
二぀の玠数が3n+1ず3m+2の堎合、桁の数字の和が3の倍数ずなりたすが
(3n+1)(3m+2)は3の倍数になりたせんので䞍適です。
埓っお条件が成り立぀ためには二぀の玠数は䞡方ずも3n+2型でなければなりたせん。
3n+2を9n+2,5,8の3぀に分けお桁の数字の和ず玠数の積を考えるず
9n+2ず9m+2→桁の数字の和は9k+4、積は9l+4なので䞀臎
9n+2ず9m+5→桁の数字の和は9k+7、積は9l+1なので䞍䞀臎
9n+2ず9m+8→桁の数字の和は9k+1、積は9l+7なので䞍䞀臎
9n+5ず9m+5→桁の数字の和は9k+1、積は9l+7なので䞍䞀臎
9n+5ず9m+8→桁の数字の和は9k+4、積は9l+4なので䞀臎
9n+8ず9m+8→桁の数字の和は9k+7、積は9l+1なので䞍䞀臎
のようになり、条件が成り立぀ずき桁の数字の和は必ず9k+4ですから、
重耇する数字は4しかあり埗ないこずになりたす。
最初からこのこずがわかっおいれば、ブラックホヌル玠数は必ず3n+2型なので
調べる玠数を半分に枛らせたすね。

匕甚しお返信線集・削陀(線集枈: 2024幎08月11日 21:51)

玠数を䜜ろう

䞀般に偶数個の連続した自然数を円圢に䞊べたずき、隣同士の和が党お玠数
を構成できる䞊べが可胜かを考えおみる。

䟋えば{1,2,3,4}では
1 2
4 3
ず配列すれば
'3
5 5
'7
なので条件を満たすが
1 3
4 2
の配眮では
'4
5 5
'6
ずなり条件は満たせない。

たた{2,3,4,5}では
どう䞊べようず䞍可胜である。


このルヌルで次の問いに挑戊願う。

[1]
6個の連続する自然数を{n1,n2,n3,n4,n5,n6}
ずした時(n1<n2<<n6)
最も倚く玠数の皮類が構成できるものを
1≩n1≩100の範囲で具䜓的配列を個芋぀けおほしい。

[2]
10個の連続する自然数を{n1,n2,n3,,n10}
ずした時(n1<n2<<n10)
どの様に䞊べお芋おも、その配列が䞍可胜である
n1の倀を1≩n1≩20の範囲で決定しおほしい。

匕甚しお返信線集・削陀(未線集)

[1]
条件の解釈が正しければ
2 3 4 7 6 5 (玠数4皮類)
※5皮類以䞊出来ないこずは明らか
※これが正しいずしたら100たでである必芁はないような 

[2]
9ず12ず20でしょうか。

(远蚘)
もし「10連続自然数で条件を満たすのが䞍可胜である最小のn1は9」で正しければ
n連続自然数の堎合、n=2,4,6,
30に察しお最小のn1は
4,2,8,4,9,35,36,48,92,91,90,230,246,251,647
のようになるず思いたす。

匕甚しお返信線集・削陀(線集枈: 2024幎08月01日 22:20)

n連続自然数の堎合、n=2,4,6,
30に察しお最小のn1は
4,2,8,4,9,35,36,48,92,91,90,230,246,251,647
のようになるず思いたす。

ずおも自分での調査方法ではこんなn連続に察する状況は倢のたた倢の䞭にありたす。
さすがにOEISには未登録にありたすね。
でも玠数の出珟䜍眮がほんずにランダムであるこずを瀺す䞀぀の指暙にある様に思われたす。
なお[1]は
{2,3,4,5,6,7}→[2,3,4,7,6,5] ; 構成玠数<5,7,11,13>
{5,6,7,8,9,10}→[5,6,7,10,9,8] ; 構成玠数<11,13,17,19>
{50,51,52,53,54,55}→[50, 51, 52, 55, 54, 53] ; 構成玠数<101,103,107,109>
{95,96,97,98,99,100}→[95, 96, 97, 100, 99, 98] ; 構成玠数<191,193,197,199>
の4タむプの積りでしたが、それぞれ同じ配列タむプで可胜なんですね。

たた
[1,2,3,4,7,6,5,8,9,10]での配列では構成玠数<3,5,7,11,13,17,19>
の7皮類が発生するので、これをどこたで増やせるのか疑問に感じたした。

匕甚しお返信線集・削陀(線集枈: 2024幎08月02日 08:09)

> [1,2,3,4,7,6,5,8,9,10]での配列では構成玠数<3,5,7,11,13,17,19>
> の7皮類が発生するので、これをどこたで増やせるのか

増やせないず思いたす。
先頭をn、末尟をn+9ずするず
最小の和は2n+1、最倧の和は2n+17であり、奇数は
2n+1,2n+3,2n+5,2n+7,2n+9,2n+11,2n+13,2n+15,2n+17
の9個になりたす。
しかしこの䞭に必ず3の倍数が3個入っおしたいたすので、
そのうち1個が3である堎合が7皮類で最倧です。

匕甚しお返信線集・削陀(線集枈: 2024幎08月02日 22:53)

> n連続自然数の堎合、n=2,4,6,
30に察しお最小のn1は
> 4,2,8,4,9,35,36,48,92,91,90,230,246,251,647

この先が気になったので今たで蚈算しおいたした。
n=32,34,36,38,40に察しお最小のn1は
646,645,644,643,1062
でした。
きちんず考えれば無駄な探玢を倧幅に枛らすこずができそうな
気はしたすが、この数列自䜓それほど興味深いものでは
ないようなので、ここたでで終わりにしようず思いたす。

匕甚しお返信線集・削陀(未線集)
合蚈2613ä»¶ (投皿453, 返信2160)

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