[수학]/[대학생 수학 경시대회] 2

[대수경] 제 39회 대학생 수학 경시대회 2분야 문제 2.

2번 문제는 여인수 전개로 determinant를 구하는 문제였습니다. 위에 정의된 행렬 $M$을 작성해보면 다음과 같습니다. 여기에서 $\det(M)$을 $n$으로 표현하는 것이 문제에서 원하는 답입니다. 그리고 구하고자 하는 것이 $n\det(M)+1+\frac{1}{2} + \cdots + \frac{1}{n-1}$이므로 점화식 또는 수열을 떠올려보는 것도 좋을 것 같습니다. 문제 풀이를 하기 전에 여인수 전개에 대해 먼저 작성해보겠습니다. 여인수 전개 3by3 행렬 $A$를 다음과 같이 정의해봅시다. $M_{ij}$는 $a_{ij}$의 소행렬식, $C_{ij}$는 $a_{ij}$의 여인수라고 하면 소행렬식 $M_{ij}$는 $a_{ij}$를 기준으로 $i$행과 ${j}$열을 제외한 나머지 행렬을 ..

[대수경] 제 39회 대학생 수학 경시대회 2분야 문제 1.

위 문제는 테일러 시리즈를 이용하면 어렵지 않게 풀 수 있습니다. 정확한 풀이를 소개하기 전에 제가 시험장에서 작성했던 풀이를 먼저 써보겠습니다. 시험장 풀이 $\sin(x)$의 테일러 전개 $x-\frac{x^3}{3!}+\frac{x^5}{5!}-\cdots$ 에 의해 $\sin(x^2) = x^2 - \frac{x^6}{3!} + \frac{x^{10}}{5!}-\cdots$ 임을 알 수 있고 $sin(x^2)$은 $x = 0$근방에서 $x^2$에 근사함을 알 수 있다. 따라서 $\lim_{x\to 0} \frac{e^{x}\sin(x^2)-x^2}{x^3} = \lim_{x\to 0} \frac{e^{x}x^2-x^2}{x^3} = \lim_{x\to 0} \frac{e^x - 1}{x} = 1$..

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