第3回 問題 (2月10日〜3月9日)
つぎの問いに答えてください。ただし答えは!(階乗)を使用した簡単な答えにしてください。
エクセル等で桁数が多い数字を計算するのを防ぐ(わたしには計算できない)ためです。
解
k×k!={(k+1)-1}×k!=(k+1)×k!-k!=(k+1)!-K!
k=100のとき 100×100!=101!-100!
k= 99のとき 99×99!=100!-99!
k= 98のとき 98×98!= 99!-98!
k= 97のとき 97×97!= 98!-97!
….……
k= 2のとき 2×2!= 3!-2!
k= 1のとき 1×1!= 2!-1!
この両辺を加えると
左辺=101!-1 となる
解2
K=1の時 1×1!=1=2!-1
K=2の時 2×2!+1×1!=5=3!-1
K=3の時 3×3!+2×2!+1×1!=23=4!-1 から
一般に k=nのとき 与式=(n+1)!-1と予想する
これを数学的帰納法で証明すると…
K=1の時 1×1!=1=2!-1 よって成立する
k=nの時 与式=(n+1)!-1が成立すると仮定すると
k=n+1の時 与式=(n+1)!-1+(n+1)×(n+1)!=(n+1)!×{1+(n+1)}-1
=(n+2)×(n+1)!-1=(n+2)!-1
よって証明された。
K=100を代入して 101!-1
解3
2!=2×1!=(1+1)×1!=1×1!+1
3!=3×2!=(2+1)×2!=2×2!+2!=2×2!+1×1!+1
4!=(3+1)×3!=3×3!+3!=3×3!+2×2!+1×1!+1
…
このことから
(n+1)!=(n+1)×n!=n×n!+n!=n×n!+(n-1)×(n-1)!+…3×3!+2×2!+1×1!+1
よって 1を移項して n=100として、与式=101!-1
解4(虚数さん ちーくんさん YNagahiro さん)
手で計算する
94259477598383594208516231244829367495623127947025437
68327889353416977599316221476503087861591808346911623
490003549599583369706302603263999999999999999999999999
Mathmaticaでもできるそうです
解5(ふじさきたつみ さん)
求める解を Aとすると、
A+1!+2!+3!+・・・・・・+100!
=2!+3!+4!+・・・・・+100!+101!
したがって、A+1=101!
∴ A=101!−1