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■45846 / inTopicNo.1)  √2と有理数
  
□投稿者/ ダウンロード 一般人(2回)-(2014/06/03(Tue) 18:02:45)
    p,qを自然数とする.
    q/pと√2とは小数で表すと少数第4位まで一致している.
    このとき,p≧51であることを示せ.

    この問題をお願いします.
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■45848 / inTopicNo.2)  Re[1]: √2と有理数
□投稿者/ らすかる 付き人(63回)-(2014/06/03(Tue) 23:36:50)
    以下の方法では具体的にpの最小値が70と求まってしまいますので
    p≧51の51に意味がなくなり、求められている解き方とは
    異なっていると思います。

    条件から 1.4142≦q/p<1.4143
    1.4142p≦q<1.4143p
    つまり1.4142をp倍した整数部と1.4143をp倍した整数部が
    異なるものを見つければよい。
    (左辺の=が成り立つためにはp=5000にしなければならないので
    イコールは考えなくて良い)
    以下整数部は省略。*nは1.4142*nの意味。
    *1=.4142
    *2=.8284
    *3=.2426
    *4=.6568
    *5=.0710
    この中で小数部が1に最も近いのは*2の.8284で
    0に最も近いのは*5の.0710なので
    .8284に.0710を足していけば1に近いものと0に近いものが見つかる。
    *2=.8284
    *7=.8994
    *12=.9704
    *17=.0414
    .9704+.0012<1なので*12では足りない。
    さらに1に近いもの(.9704)に0に近いもの(.0414)を足す。
    *29=.0118
    さらに1に近いもの(.9704)に0に近いもの(.0118)を足す。
    *41=.9822
    *70=.9940
    ここで.9940+.0070>1なので
    p=70のとき初めて小数第4位まで一致することがわかる。
    よってp≧51。
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■45859 / inTopicNo.3)  Re[2]: √2と有理数
□投稿者/ ダウンロード 一般人(3回)-(2014/06/04(Wed) 19:32:28)
    >p=70のとき初めて小数第4位まで一致することがわかる。

    とあるのですが,「初めて」というのはどうやってわかったのでしょうか?
    頭悪くてすみません…
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■45861 / inTopicNo.4)  Re[3]: √2と有理数
□投稿者/ らすかる 付き人(67回)-(2014/06/04(Wed) 20:12:01)
    *70=.9940より前で最も1に近いのは
    *41=.9822です。
    つまり*69までの中で最も1に近いのは
    *41=.9822ということです。
    この.9822に.0069を加えても1に満たないことから
    *70=.9940が初めてとわかります。
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■45866 / inTopicNo.5)  Re[4]: √2と有理数
□投稿者/ ダウンロード 一般人(4回)-(2014/06/04(Wed) 21:08:50)
    >*70=.9940より前で最も1に近いのは
    >*41=.9822です。

    すみません,ここがよくわからないのです.
    他の40とか35とか22を調べていないのに,
    なぜこう言えるのかがわからないです….
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■45869 / inTopicNo.6)  Re[5]: √2と有理数
□投稿者/ らすかる 付き人(71回)-(2014/06/04(Wed) 22:40:27)
    最初から説明した方がいいですね。
    *5=.0710までは一つずつ計算しているので問題ないですよね。
    そうすると
    *1に*5を足していった*(5n+1)は
    .4142, .4142+.0710, .4142+.0710×2,…
    のように増えていき、
    *2に*5を足していった*(5n+2)は
    .8284, .8284+.0710, .8284+.0710×2,…
    のように増えていきますね。
    他の*3,*4,*5も同じように増えていき、
    増分はみな同じ.0710ですから、
    最初に1に近づくのは.8284に.0710を足していったものです。
    よって*2に*5を足していったものが最初に1に近づき、そして1を超えます。
    これが*12=.9704と*17=.0414です。
    1を超えたとき(*17)、他の4つ(*16,*18,*19,*20)は
    1を超えていないだけでなく、その前の*12=.9704も超えません。
    なぜなら、増分の.0710よりも*1〜*4の各値の方が差が大きいからです。
    従って、*20までで*12=.9704が最も1に近く、*17=.0414が
    最も0に近いことがわかります。

    その次も同様です。
    *1〜*17の各値に*17=.0414を足していったとき、
    最初に1に近づき超えるのはそこまでで最大の*12に足していった場合で、
    この場合たまたま1回で*29=.0118となり1を超えています。
    上と同様に、*1〜*16の各値の差は増分の.0414よりも大きいので、
    1回足して*29が1を超えたとき、他の*18〜*34は1を超えないだけでなく
    *12=.9704も超えません。
    従って、*34までで*12=.9704が最も1に近く、*29=.0118が
    最も0に近いことがわかります。

    以降も同様です。
    *29が*29までの最小値で、*28以前の各値の差が*29=.0118より大きいので
    最大の*12=.9704に.0118を足していって*70=.9940となったとき、
    他の28個は*41=.9822よりも小さいことになります。

    わかりにくければ、
    実際に*71までを計算して
    *1 *6
    *2 *7
    *3 *8
    *4 *9
    *5 *10
    とか
    *1 *6
    *2 *7
    *3 *8
    ・・・
    *28 *57
    *29 *58
    のように値を並べてみて下さい。多少は上の説明がわかりやすくなるかと思います。
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■45873 / inTopicNo.7)  Re[6]: √2と有理数
□投稿者/ ミツコ 一般人(3回)-(2014/06/05(Thu) 09:15:05)
    p≧51を示すだけなら…

    条件より
    |q/p-√2|<1/10^4
    変形して
    10^4|q^2-2p^2|<p(q+p√2)
    ここで、
    |q^2-2p^2|≧1
    q/p=1.4...<2
    √2<2
    より
    10^4<p(2p+2p)=4p^2
    ∴p>50
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■45881 / inTopicNo.8)  Re[7]: √2と有理数
□投稿者/ ダウンロード 一般人(5回)-(2014/06/05(Thu) 18:42:34)
    2014/06/05(Thu) 18:52:15 編集(投稿者)

    お二人ともありがとうございました.
    どちらの説明も理解できました.

    pとqに2桁の自然数という制約があるとき,
    らすかるさんの方法でp=70,q=99が得られますが,
    q=99なので他にはもうないですよね?
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■45882 / inTopicNo.9)  Re[8]: √2と有理数
□投稿者/ らすかる 付き人(76回)-(2014/06/05(Thu) 19:03:18)
    はい、ありません。
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■45883 / inTopicNo.10)  Re[9]: √2と有理数
□投稿者/ ダウンロード 一般人(6回)-(2014/06/05(Thu) 19:08:48)
    教えていただきありがとうございました.
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