平成29年度 春期 午前 問5
基礎理論
漸化式に関する問題
次の数式は,ある細菌の第 n 世代の個数 f(n) が 1 世代後にどのように変化するかを表現したものである。この漸化式の解釈として,1 世代後の細菌の個数が,第 n 世代と比較してどのようになるかを適切に説明しているものはどれか。
f(n+1) + 0.2 × f(n) = 2 × f(n)
- ア1 世代後の個数は,第 n 世代の個数の 1.8 倍に増える。
- イ1 世代後の個数は,第 n 世代の個数の 2.2 倍に増える。
- ウ1 世代後の個数は,第 n 世代の個数の 2 倍になり,更に増殖後の 20%が増える。
- エ1 世代後の個数は,第 n 世代の個数の 2 倍になるが,増殖後の 20%が死ぬ。
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✓ これが正解ア1 世代後の個数は,第 n 世代の個数の 1.8 倍に増える。
解説
式を整理すると 1 世代後は 1.8 倍になります。
設問は、細菌の個数についての漸化式を示し、1 世代後の個数が何倍になるかを読み取らせています。日本語の解釈を先に選ばず、式を f(n+1) について解くのが確実です。左辺にある 0.2 倍の項を右辺へ移すと符号が反転し、2 倍から 0.2 倍を引いた 1.8 倍が 1 世代後の個数になります。数でも確かめられます。第 n 世代が 100 なら、左辺は f(n+1) に 20 を足したもの、右辺は 200 なので、f(n+1) は 180 となり、やはり 1.8 倍です。ここで 0.2 が掛かっている相手は、移項する前の f(n)、つまり増える前の個数である点が要になります。したがって、1 世代後の個数は 1.8 倍に増える、という説明が当てはまります。数列の隣り合う項の関係は、式のまま扱えば読み方で迷いません。
ほかの選択肢はなぜ違うのか
- イ1 世代後の個数は,第 n 世代の個数の…:項を移すときに符号を変えず、2 に 0.2 を足してしまった場合の値です。等式の一方から他方へ項を移せば向きが変わるので、この足し算では示された式に戻りません。
- ウ1 世代後の個数は,第 n 世代の個数の…:倍率が増える向きになっている上に、20 パーセントが掛かる相手を増えたあとの個数に取っています。その読み方で計算すると 2.4 倍となり、示された式と合いません。
- エ1 世代後の個数は,第 n 世代の個数の…:減る向きは合っていますが、20 パーセントが掛かる相手を増えたあとの個数に取っています。その場合は 2 倍の 8 割で 1.6 倍となり、式から導かれる値になりません。
出典:平成29年度 春期 応用情報技術者試験 午前 問5
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