明治大学
2012年 全学部(理工) 第3問

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次の空欄[ア]から[キ]に当てはまるものを答えよ.ただし,自然数とは1以上の整数のことである.行列A,B,EをA=(\begin{array}{rr}1&0\0&-1\end{array}),B=(\begin{array}{rr}0&-1\1&0\end{array}),E=(\begin{array}{cc}1&0\0&1\end{array})とする.M_0=Eとし,さいころをふって偶数が出ればAを左からかけ,奇数が出ればBを左からかける操作をn回繰り返すことにより行列M_nを定める.つまり,\begin{itemize}n回目に偶数が出たらM_n=AM_{n-1},n回目に奇数が出たらM_n=BM_{n-1}\end{itemize}と順々にM_n(n=1,2,3,・・・)を定める.M_n=Aとなる確率をp_nとする.(1)p_1=[ア]である.(2)A^a=Eをみたす最小の自然数aは[イ]である.B^b=Eをみたす最小の自然数bは[ウ]である.BA=AB^cをみたす最小の自然数cは[エ]である.(3)M_0,M_1,M_2,・・・の中で相異なる行列は最大[オ]個である.(4)nが偶数のときはp_n=[カ]であり,nが3以上の奇数のときはp_n=[キ]である.
3
次の空欄$\fbox{ア}$から$\fbox{キ}$に当てはまるものを答えよ.ただし,自然数とは$1$以上の整数のことである.
行列$A,\ B,\ E$を$A=\left( \begin{array}{rr} 1 & 0 \\ 0 & -1 \end{array} \right)$,$B=\left( \begin{array}{rr} 0 & -1 \\ 1 & 0 \end{array} \right)$,$E=\left( \begin{array}{cc} 1 & 0 \\ 0 & 1 \end{array} \right)$とする.
$M_0=E$とし,さいころをふって偶数が出れば$A$を左からかけ,奇数が出れば$B$を左からかける操作を$n$回繰り返すことにより行列$M_n$を定める.つまり, \begin{itemize}
$n$回目に偶数が出たら$M_n=AM_{n-1}$,
$n$回目に奇数が出たら$M_n=BM_{n-1}$ \end{itemize} と順々に$M_n \ \ (n=1,\ 2,\ 3,\ \cdots)$を定める.$M_n=A$となる確率を$p_n$とする.
(1) $p_1=\fbox{ア}$である.
(2) $A^a=E$をみたす最小の自然数$a$は$\fbox{イ}$である.$B^b=E$をみたす最小の自然数$b$は$\fbox{ウ}$である.$BA=AB^c$をみたす最小の自然数$c$は$\fbox{エ}$である.
(3) $M_0,\ M_1,\ M_2,\ \cdots$の中で相異なる行列は最大$\fbox{オ}$個である.
(4) $n$が偶数のときは$p_n=\fbox{カ}$であり,$n$が$3$以上の奇数のときは$p_n=\fbox{キ}$である.
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詳細情報

大学(出題年) 明治大学(2012)
文理 理系
大問 3
単元 行列とその応用(数学C)
タグ 空欄補充自然数整数行列さいころ偶数奇数操作繰り返す順々
難易度 未設定

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