数学の比較的難問に挑戦してみよう!解ける人はかなりの数学実力保持者でしょう。 ご意見・ご質問はE-Mailで受け付けます。 有効なE-Mailについては、返答します。 問題にミスがあった場合など、気づかれた方も連絡してください。
サッカーボール問題 サッカーボールは次の条件で作られる。
@正五角形と正六角形の多面体を球状にしたものである。
A各々の五角形の周りは六角形に囲まれており、六角形の周りは五角形と六角形に交互に囲まれている。
Bオイラーの多面体の定理によれば、面、頂点、辺の数の関係に「面の数 + 頂点の数 = 辺の数 + 2」の関係がある。
五角形と六角形の数を求めよ。
ヒントが欲しい人はここにマウスを当ててください。
正五角形、正六角形の数をそれぞれ、x,yとすると、
1.変の数は (5x+6y)/2 となる。
2.条件Aより、各頂点には3つの面の角が交えるので、頂点の数は、(5x+6y)/3
これだけ与えるとかなり核心に迫りますが、これだけでは求まりません。 頑張ってみよう。相加相乗平均の関係 あらゆるiについて xi > 0 であるとき、
相加平均 ≧ 相乗平均
つまり、
Σxi / n ≧ n√(x1x2…xn)
(等号成立は、x1 = x2 = … = xn のとき)
である。これに関する下記を証明せよ。 (1)高校数学でも学ぶ、n=2のときについてこれを証明せよ。
(2)上記(1)を用いて、n=2,4,8,…2k(K=1,2,3,…)について証明せよ。
(3)あらゆる自然数nの場合について証明せよ。
ヒントが欲しい人はここにマウスを当ててください。
(1)(x1 + x2)2 - {2√(x1x2)}2 = x12 - 2x1x2 + x22 = (x1 - x2)2 ≧ 0
(2)数学的帰納法を利用する。「半分ずつ」に分ける。
(3)数学的帰納法を利用する。後はノーヒント。
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