공통수학1행렬과 그 연산수능 기출발전 문제 (3점 후반~4점 초반)

역행렬 없는 순서쌍

문제

양의 정수 m,nm , n (m<nm < n)에 대하여 행렬 M=(m22200n)\displaystyle M = \begin{pmatrix} m & 2 \\ 2 ^{200} & n \end{pmatrix} 이 역행렬을 갖지 않도록 하는 m,nm , n 의 값을 정할 때, 모든 순서쌍 (m,n)\left( m , n \right) 의 개수를 구하시오. [3점]

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해설

[출제의도] 행렬의 성질을 이용하여 만족하는 순서쌍의 개수 구하기 행렬M=(m22200n)\displaystyle M = \begin{pmatrix} m & 2 \\ 2 ^{200} & n \end{pmatrix} 이 역행렬을 갖지 않으려면 D=mn2201=0D = mn - 2 ^{201} = 0이므로 mn=2201mn = 2 ^{201}( m,nm , n은 양의 정수) m<nm < n 인 순서쌍 (m,n)\left( m , n \right) 을 나타내면 (20,2201)\left( 2 ^{0} , 2 ^{201} \right), (21,2200)\left( 2 ^{1} , 2 ^{200} \right), (22,2199)\left( 2 ^{2} , 2 ^{199} \right), (23,2198)\left( 2 ^{3} , 2 ^{198} \right), …, (2100,2101)\left( 2 ^{100} , 2 ^{101} \right) 으로 101101개이다.

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