質問<1261>2003/6/15
from=エリイ
「指数関数・格子点」


前回はありがとうございました。またお願いします。

不等式y≦2^xの表す領域において、x座標、y座標が共に自然数
となる点(格子点)の個数について考える。
(1)3≦x≦6の範囲の、この点の個数を求めよ。
(2)n≦x≦n+3の範囲の、この点の個数を求めよ。
(3)1≦x≦□の範囲では、この点の個数は510である。
  【□に当てはまる数字を求める】

特に、不等式y≦2^xの表す領域はどのように図示すればよいのか
教えてください。お願いします。


お返事2003/6/18
from=武田


(1)
f(x)=2^x に、x=3,4,5,6を代入して、
f(3)=8、f(4)=16、f(5)=32、f(6)=64
y≦2^x となる格子点(x,y座標とも自然数の場合)の総数は、
8+16+32+64
=2^3+2^4+2^5+2^6
=2^3(1+2+2^2+2^3)

 2^3(2^4-1)
=――――――――
   2-1

=8(16-1)
=8×15
=120個 ………(答)

(2)
2^n+2^(n+1)+2^(n+2)+2^(n+3)
=2^n(1+2+2^2+2^3)

 2^n(2^4-1)
=――――――――
   2-1

=2^n(16-1)
=15・2^n ………(答)

(3)
2^1+2^2+………+2^n=510
2^1{1+2+………+2^(n-1)}=510

2^1(2^n-1)
――――――――=510
  2-1

2^n-1=255
2^n=256=2^8
∴n=8………(答)