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問題が解けなくて困っています。何かヒントやアドバイスをよろしくおねがい

問題が解けなくて困っています。何かヒントやアドバイスをよろしくおねがいします。 nは3以上の整数 異なるn個の正の数からなる集合 s={A1,A2,....,An}において Ai-A1(iは2以上n以下)がすべてsの要素であるとき、数列A1,A2.....Anは順序を適当に入れ替えて等差数列になることを証明せよ。 よろしくおねがいします

みんなの回答

  • alice_44
  • ベストアンサー率44% (2109/4759)
回答No.4

ポイントは、A1 > 0 であることです。 Ai を小さい順に並べ替えたものを Bi とし、 集合 T ={ Bi - B1 | i=2,…,n }を考えると、 Bn が T の元ではあり得ないことから、 T は、U ={ Bi | i=1,…,n-1 }と一致します。 小さい順に U と T の元の対応をとれば、 Bi = B(i+1) - B1 : i=1,…,n-1 であることが解ります。Q.E.D.

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noname#149523
noname#149523
回答No.3

ヒント A1はsの最小値である。 等差数列ができるのなら、それは単調増加数列である。 sの要素を小さい順に並び替えたものを改めてA1,A2,…Anとおく。 A2-A1=d とする。 A1=d を示す。 A1=d A2=2d から A3=3d を示す…

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  • R_Earl
  • ベストアンサー率55% (473/849)
回答No.2

> Ai-A1(iは2以上n以下)がすべてsの要素であるとき、 Ai - A1がsの要素になるという事と、sが正の数の集合であることから、 A1はsの中の最小値でなければなりません (例えばA3がsの最小値だと仮定すると、 A3よりも小さいA3 - A1がsの中に含まれるのは変)。 また、適当な等差数列Anを用いて、Ai - A1が全てAnの要素になるかを調べてください。 恐らくAn = 2n + 4やAn = 3n + 5のような等差数列ではこの条件を満たせません。 満たせるのはAn = 2nやAn = 5nのような、 「初項を公差として持つ等差数列」に限定されると思います。 なので証明するのであれば、次の事を利用すると良いと思います。 (1) sの最小値はA1である (2) A1, A2, …, Anを並び替えてできる等差数列は(A1)nの形を取ると予想できる これだけ情報が集まれば何とかなりそうな気がします。 sの最小値A1は、現在予想している等差数列の第1項の形です。 sの中の2番目に小さい値をAsとおくと、 仮定より「Ai-A1(iは2以上n以下)がすべてsの要素である」ので As - A1もsの要素となります。 しかしAs - A1はAsよりも小さいので、 As - A1がsの要素となるのは「As - A1 = A1の場合」しか考えられません。 よってAs - A1 = A1より、As = 2A1となります。 これは予想している等差数列の第2項の形です。 同様にsの中の3番目に小さい値をAtとおくと、 At - A1もsの要素となります。 At - A1はAtよりも小さいので、At - A1がsの要素となるなら、 At - A1の値はA1またはAsのどちらかしかありえませんよね。 At - A1 = A1は成り立たないので(もし成り立つとAs = Atとなってしまい、 問題の仮定「sは異なるn個の正の数の集合」を満たさなくなります)、 At - A1の値はAsとなります。 よって At - A1 = As At = As + A1 ∴At = 3A1 となります。 これは予想している等差数列の第3項の形です。 以下同様に考えていけば、sの要素は 初項A1, 公差A1の等差数列の第1項~第n項である事が言えるはずです。 後はこの方針で証明を進めていけば良いと思います。

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  • nag0720
  • ベストアンサー率58% (1093/1860)
回答No.1

Ai-A1(i≧2)がsに含まれることから、A1が集合sの最小値であることが分かります。 よって、sの要素を小さい順に並べた数列をB1,B2,....,Bnとすると、A1=B1となります。 B1<B2<B3<....<Bn より、 B2-B1<B3-B1<....<Bn-B1 これらがsの要素であることから、 B2-B1<B2より、B2-B1=B1 (B2より小さい数はB1だけ) B1=B2-B1<B3-B1<B3より、B3-B1=B2 (B1より大きくB3より小さい数はB2だけ) B2=B3-B1<B4-B1<B4より、B4-B1=B3 (B2より大きくB4より小さい数はB3だけ) 以下同様に、 B5-B1=B4 B6-B1=B5 .... Bn-B1=B[n-1] となります。 よって、 B2-B1=B1 B3-B2=B1 B4-B3=B1 B5-B4=B1 .... Bn-B[n-1]=B1 となり、等差数列であることが分かります。

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