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立方体の各頂点に1つの整数が書き込まれている。ある頂点pとそれに隣接する頂点qを選び、pに書かれた数をqに書かれた数だけ足すという操作が許されている。この操作を有限回繰り返すことで、各頂点に書かれた数を2005で割った余りがすべて等しくなるように出来ることを示せ。
解答
・わたしの...
p,qの余りが異なるとき...
例えば
p≡m
q≡n
p+(2004m+2005)q≡2005m+2995q≡0 (mod 2005)
このことは、いずれの頂点間でも行える操作なので、すべて余りを0にできる...
かな ^^ ↑
無茶苦茶でごじゃりました...^^; Orz...
・鍵コメT様からのコメ Orz〜
「2995q」は「2005q」のタイプミスだと思いますが,それよりも,
p+(2004m+2005)q≡m+(2004m+2005)n≡(2004n+1)m (mod 2005)であり, これは2005の倍数とは限りません. なお,「すべての余りが0」という状態を[*]として, はじめから状態[*]であった場合以外は,状態[*]にすることは不可能です. ([*]以外の状態から1回操作して状態[*]になったとすると, その操作の直前は,「1つの頂点で余りが0以外,それ以外の頂点は余りが0」 のはずですが,そこから状態[*]にすることはできませんね.) *でしたわ...^^;;
・友人から届いたもの...
*前半の考え方でほんわかと了解 ^^;v
・鍵コメT様の解法 Orz〜
私が考えていたものも投稿します.
まず,2005=5*401 (素因数分解)です. ある頂点の数がxと互いに素であれば,その数を隣接頂点に足すことを繰り返して, 隣接頂点の数をxで割った余りを自由に調整することができます. x=5,401,2005の場合を考えて,次のものは自由に調整可能です. (A) ある頂点の数が5の倍数でないとき,隣接頂点の数を5で割った余り (B) ある頂点の数が401の倍数でないとき,隣接頂点の数を401で割った余り (C) ある頂点の数が5の倍数でも401の倍数でもないとき,隣接頂点の数を2005で割った余り はじめに各頂点に書かれていた数は, (i) すべて2005の倍数である (ii) すべて5の倍数であるが,401の倍数でないものを含む (iii) すべて401の倍数であるが,5の倍数でないものを含む (iv) 5の倍数でないものを含み,401の倍数でないものを含む のいずれかです. (i)の場合は,はじめから条件は成立しています.
(ii)の場合は,操作を繰り返しても,各頂点の数は5の倍数のままです. 401の倍数でない数の頂点を元に,(B)を用いて,401で割った余りが同じである頂点を増やしていけば完成です. (iii)の場合も同様に,(A)を用いて5で割った余りをそろえていけばよいです. (iv)の場合,5の倍数でも401の倍数でもない数があれば,(C)を用いて同様にできます. そのような数がないこともあり得ますが,その場合も, まず(A)を用いて5で割った余りをそろえる(当然0以外になります)と, 5でも401でも割り切れない数が生じるので,あとは同様に処理できます. *なんとなくしかわからず...^^;
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