ChatGPTは東工大数学を瞬殺できるのか? | 理系女子の難関大受験記&親父のつぶやき

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みなさん、ChatGPTは利用していますでしょうか?

 

おそらく若い人ほど利用していて私たち親世代は使えていない人も多いと思います。

 

我が家も例外でなく、私と聖子は殆ど利用していませんが、奏は課金して使っています。

 

もはや、大学の研究でGPT5を使わないなど考えられないそうです。

 

遅ればせながら、私も最近は、毎日のように使うようになりました。

 

 

2年半前、東工大の問題を解かせたときは頓珍漢なGPTくんでしたが、今はどうか。

 


 

 


同じ問題をやらせてみました。

 

(2023年東工大問2)


(x³ーx)²(y³ーy)=86400 を満たす整数の数(x,y)をすべて求めよ。

 

 

(ChatGPTの回答)

方程式

(x3−x)2 (y3−y)=86400(x^3-x)^2\,(y^3-y)=86400(x3−x)2(y3−y)=86400

の整数解を求める。

1) 基本性質

n3−n=n(n−1)(n+1)n^3-n=n(n-1)(n+1)n3−n=n(n−1)(n+1) は連続3整数の積なので 6の倍数
また (x3−x)2>0(x^3-x)^2>0(x3−x)2>0 かつ右辺は正なので、y3−y>0y^3-y>0y3−y>0。

2) 候補の絞り込み

素因数分解:

86400=27⋅33⋅52.86400=2^7\cdot3^3\cdot5^2.86400=27⋅33⋅52.

(x3−x)2(x^3-x)^2(x3−x)2 が 86400 を割り切るには

∣x3−x∣∣2⌊7/2⌋3⌊3/2⌋5⌊2/2⌋=23⋅31⋅51=120.|x^3-x| \mid 2^{\lfloor7/2\rfloor}3^{\lfloor3/2\rfloor}5^{\lfloor2/2\rfloor} =2^3\cdot3^1\cdot5^1=120.∣x3−x∣∣2⌊7/2⌋3⌊3/2⌋5⌊2/2⌋=23⋅31⋅51=120.

さらに x3−xx^3-xx3−x は 6 の倍数なので

∣x3−x∣∈{6,12,24,30,60,120}.|x^3-x|\in\{6,12,24,30,60,120\}.∣x3−x∣∈{6,12,24,30,60,120}.

実際に取りうる値は

x=±2,±3,±4,±5⇒x3−x=±6,±24,±60,±120x=\pm2,\pm3,\pm4,\pm5 \Rightarrow x^3-x=\pm6,\pm24,\pm60,\pm120x=±2,±3,±4,±5⇒x3−x=±6,±24,±60,±120

(12や30は出ない)。

3) yyy の決定

各候補に対して

y3−y=86400(x3−x)2.y^3-y=\frac{86400}{(x^3-x)^2}.y3−y=(x3−x)286400​.

  • ∣x3−x∣=120⇒(x3−x)2=14400⇒y3−y=6⇒y=2.|x^3-x|=120\Rightarrow (x^3-x)^2=14400\Rightarrow y^3-y=6 \Rightarrow y=2.∣x3−x∣=120⇒(x3−x)2=14400⇒y3−y=6⇒y=2.

  • ∣x3−x∣=60⇒(x3−x)2=3600⇒y3−y=24⇒y=3.|x^3-x|=60 \Rightarrow (x^3-x)^2=3600 \Rightarrow y^3-y=24 \Rightarrow y=3.∣x3−x∣=60⇒(x3−x)2=3600⇒y3−y=24⇒y=3.

(y3−y=6,24y^3-y=6,24y3−y=6,24 の整数解は y=2,3y=2,3y=2,3 のみ。負は不適。)

4) 解の集合

(x,y)=(−5,2),  (−4,3),  (4,3),  (5,2).(x,y)=(-5,2),\;(-4,3),\;(4,3),\;(5,2).(x,y)=(−5,2),(−4,3),(4,3),(5,2).

 

ChatGPTさんの完勝です。

 

しかも1分もかかっていない瞬殺です。

 

AIの進化は凄まじく、使いこなさない手はないなと思いました。。。