공통수학2함수AI기본 문제 (3점 중반)

그래프에서 읽은 주기로 f^n(0)=0 인 n 세기

문제

0x40 \leq x \leq 4에서 정의된 함수 y=f(x)y = f ( x )의 그래프가 그림과 같다. f1(x)=f(x)f ^{1} ( x ) = f ( x ), fn+1(x)=f(fn(x))f ^{n + 1} ( x ) = f \left( f ^{n} ( x ) \right) (n=1,2,3,)( n = 1 , 2 , 3 , \cdots )로 정의할 때, fn(0)=0f ^{n} ( 0 ) = 0을 만족시키는 100100 이하의 자연수 nn의 개수를 구하시오. [3점]

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해설

그래프에서 f(0)=2f ( 0 ) = 2, f(2)=1f ( 2 ) = 1, f(1)=4f ( 1 ) = 4, f(4)=0f ( 4 ) = 0이다. f1(0)=2f ^{1} ( 0 ) = 2, f2(0)=f(2)=1f ^{2} ( 0 ) = f ( 2 ) = 1, f3(0)=f(1)=4f ^{3} ( 0 ) = f ( 1 ) = 4, f4(0)=f(4)=0f ^{4} ( 0 ) = f ( 4 ) = 0 f4(0)=0f ^{4} ( 0 ) = 0이므로 fn(0)f ^{n} ( 0 )의 값은 2,1,4,02 , 1 , 4 , 0이 이 순서로 반복된다. 따라서 fn(0)=0f ^{n} ( 0 ) = 0nn44의 배수일 때만 성립한다. 100100 이하의 자연수 중 44의 배수는 4,8,,1004 , 8 , \cdots , 1002525개이다. 따라서 구하는 nn의 개수는 2525이다.

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