자연수 n, x, y에 대하여 n1=x1+y1 (x≤y)과 같이 n1을 두 분수의 합으로 나타낼 수 있는 방법의 수를 an이라 하자. 예를 들어,
1=21+21이므로 a1=1,
21=31+61=41+41이므로 a2=2,
31=41+121=61+61이므로 a3=2이다.
다음은 수열 {an}의 일반항을 구하는 과정이다.
자연수 n, x, y에 대하여 n1=x1+y1 (x≤y)라 하면
xy=n(x+y)이다.
따라서 (x−n)(y−n)=n2⋯⋯(*)
이므로 x−n과 y−n은 n2의 약수이다.
d(n)을 n의 양의 약수의 개수라 하고, 방정식 (*)의 해의 개수를 구하면
i) x=y인 경우,
x=y= (가)
이므로 1개이다.
ii) x<y인 경우,
x=y= (가)
이 제외되므로 2□(나) 개이다.
그러므로 n1=x1+y1(x≤y)로 표시할 수 있는 방법의 수는 (다)
개이다.
따라서 구하는 수열의 일반항 an= (다)
이다.
이 과정에서 (가)~(다)에 알맞은 것을 바르게 짝지은 것은?
[4점]
| (가) | (나) | (다) |
| ① | n | d(n2) | 2d(n2)+1 |
| ② | n | d(n2)−1 | 2d(n2)+1 |
| ③ | 2n | d(n2)−1 | 2d(n2)+1 |
| ④ | 2n | d(n2)−1 | 2d(n2)+1 |
| ⑤ | 2n | d(n2) | 2d(n2)+1 |