[別館]球面倶楽部零八式markIISR

東大入試数学中心。解説なので解答としては不十分。出題年度で並ぶようにしている。大人の解法やうまい解法は極めて主観的に決めている。

2016年(平成28年)東京大学-数学(文科)[4]

2021.03.23記

[解答]

(1) k を0以上の整数として,a_{4k+1}=3a_{4k+2}=9a_{4k+3}=7a_{4k+4}=1 となる.

(2) 3^{n+1} を4で割った余りは,3b_n を4で割った余りに等しい.

b_1=3b_2=1b_3=3 により b_3=b_1 であるから,b_n は周期2の数列となる.

よって k を0以上の整数として,b_{2k+1}=3b_{2k+2}=1 となる.

(3) x_{10}=3^{x_9} を10 で割った余りは a_{x_9} であるから,x_9 を4で割った余りで決まる.

x_{9}=3^{x_8} を4 で割った余りは b_{x_8} であるから,x_8=3^{x_7} を2で割った余りで決まるが,これは3の冪乗なので奇数となり,b_{x_8}=3 であることがわかる.

よって x_{9} を4 で割った余りは 3 となり,x_{10} を10で割った余りは 7 となる.

同様に考えると,x_3 以降は全て10で割った余りは7となる.