質問<249>2000/4/5
from=oono
「格子点の個数」


nを自然数とする。xy平面上の点(x,y)で、不等式
y>x^2,y<x+n^2+n
をともにみたす格子点(x座標,y座標がともに整数である点)の個数を
求めよ。


お返事2000/4/7
from=武田


不等式の領域を描き、格子状の点を数えると、
n=1のとき、y>x2、y<x+2より、   2個
n=2のとき、y>x2、y<x+6より、  16個
n=3のとき、y>x2、y<x+12より、 50個
n=4のとき、y>x2、y<x+20より、112個
n=5のとき、y>x2、y<x+30より、210個
数列を考えて、
①  ②  ③  ④   ⑤  ……
2 16 50 112 210 ……
一般項を求めるために、幻の0番法(私が考えた階差数列の解法)で解
いてみましょう。
①  ②  ③  ④   ⑤  ……
2 16 50 112 210 ……
 V  V  V   V
14 34 62  98
  V  V   V
 20 28  36
   V   V
   8   8
第3階差が一定の8になるので、この数列の一般項は3次関数となる。
f(n)=an3+bn2+cn+d
幻の0番法は0番目を考えて、解く方法だ。
◎  ①  ②  ③  ④   ⑤  ……
0  2 16 50 112 210 ……
 V  V  V  V   V
 2 14 34 62  98
  V  V  V   V
 12 20 28  36
   V  V   V
   8  8   8
{第3階差 6a=8
{第2階差 6a+2b=12
{第1階差 a+b+c=2
{数  列 d=0
  4          4
a=─ 、b=2 、c=-─ 、d=0
  3          3
一般項
     4      4
f(n)=─n3+2n2-─n
     3      3

     4n3+6n2-4n
    =──────────
        3

     2
    =─n(2n-1)(n+2)……(答)
     3