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NF杯2023

NF杯2023(C)

 g(x)g(x) を,条件 (i),(ii)\rm(i),\rm(ii) を満たす 1111 次以下の多項式とする.因数定理より (ii)\rm(ii)g(1)=0g(-1)=0 と同値である.

g(x)=a0+a1x+a2x2++a11x11g(x)=a_0+a_1x+a_2x^2+\cdots+a_{11}x^{11}

とおく(a0,a1,,a11a_0,a_1,\cdots,a_{11}00 または 11).

g(1)=(a0+a2++a10)(a1+a3++a11)g(-1)=(a_0+a_2+\cdots+a_{10})-(a_1+a_3+\cdots+a_{11})

であるので,ai=0,1 (i=1,2,,11)a_i=0,1~(i=1,2,\cdots,11) かつ g(1)=0g(-1)=0 となるためには,i=0,2,4,6,8,10i=0,2,4,6,8,10 のうち ai=1a_i=1 となるものの個数と,i=1,3,5,7,9,11i=1,3,5,7,9,11 のうち ai=1a_i=1 となるものの個数が等しければよい.両者の個数が kk 個 (1k61\leq k\leq 6) になるような ai (i=0,1,2,,11)a_i ~ (i=0,1,2,\ldots,11) の選び方は 6Ck6Ck=(6Ck)2{}_6\mathrm{C}_k\cdot {}_6\mathrm{C}_k=({}_6\mathrm{C}_k)^2 通りあるので,g(x)g(x) の個数は,

k=06(6Ck)2=12C6=924.\sum_{k=0}^6({}_6\mathrm{C}_k)^2={}_{12}\mathrm{C}_6=924.

また,h(x)=1+x+x2++x11h(x)=1+x+x^2+\cdots+x^{11} とおくと,任意の g(x)g(x)に対し,h(x)g(x)h(x)-g(x)(i)\rm(i)(ii)\rm(ii)を満たす1111次以下の多項式になり,g(x)g(x)h(x)g(x)h(x)-g(x) のうちちょうど一方が 1111 次式である.よって,求めるべき f(x)f(x) の個数は,g(x)g(x) のうち 1111 次であるものの個数であるので, 9242=462.\frac{924}{2}=\mathbf{462}.

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