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@stepney141
Created December 24, 2020 09:02
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ISSAC '97 Challenge Problem (translated into Japanese)

ISSAC '97 Challenge Problem

出典:

下記の邦訳はおそらくどこか間違ってるので、可能ならば上に挙げた元文献を当たることをオススメします。

Problem 1:

256次のヒルベルト行列の2ノルムによる条件数を、有効数字4桁で求めよ。

Problem 2:

\begin{align*} P = \int_{1}^{6} x^{x^x} dx \end{align*}

の値を、有効数字7桁で求めよ。

Problem 3:

\begin{align*} \sum_{k=1}^{\infty} , (n^\pi + n^2 + n^{\sqrt{2}} +1 )^{-1/3} \end{align*}

の値を、有効数字14桁で求めよ。

Problem 4:

\begin{align*} (x+1)^{2000} (x^2 + x + 1)^{1000} (x^4+x^3+x^2+x+1)^{500} \end{align*}

を展開して得られる多項式について、x^{3000}の係数を有効数字13桁で求めよ。

Problem 5:

1000次のラゲール多項式の最大の零点を、有効数字12桁で求めよ。

【補足】ラゲール多項式とは、

\begin{align*} & L_{0}(x) = 1, , L_{1}(x) = -x+1 \ & L_{n}(x) = \frac{2n-1-x}{n} L_{n-1}(x) - \frac{n-1}{n} L_{n-2}(x) \ \ (n>1) \end{align*}

を満足する多項式である。

Problem 6:

以下の4つの多項式から成る多項式の集合について、辞書式順序のグレブナー基底を計算せよ。

\begin{align*} 8w^2 + 5wz - 4wy + 2wz + 3w + 5x^2 + 2xy - 7xz - 7x + 7y^2 - 8yz - 7y + 7z^2 - 8z + 8 , ;\ 3w^2 - 5wx - 3wy - 6wz + 9w + 4x^2 + 2xy - 2xz + 7x + 9y^2 + 6yz + 5y + 7z^2 + 7z + 5 , ;\ -2w^2 + 9wx + 9wy - 7wz - 4w + 8x^2 + 9xy - 3xz + 8x + 6y^2 - 7yz + 4y - 6z^2 + 8z + 2 , ;\ 7w^2 + 5wx + 3wy - 5wz - 5w + 2x^2 + 9xy - 7xz + 4x - 4y^2 - 5yz + 6y - 4z^2 - 9z + 2 \end{align*}

Problem 7:

\begin{align*} \int_{0}^{1} x^2 , \rm{Li}_{3} \left( \frac{1}{x+1} \right) , dx \end{align*}

を求めよ。

なお\rm{Li}_{n}(z)は多重対数関数であり、以下の式で定義される。

\begin{align*} \rm{Li}{n}(z) = \sum{k=1}^{\infty} , \frac{z^k}{k^n} \end{align*}

Problem 8:

\begin{align*} f(x) &=  \tan(\tanh(\sin(x))) + \tanh(\sin(\tan(x))) + \sin(\tan(\tanh(x))) - \tan(\sin(\tanh(x))) \ &- \sin(\tanh(\tan(x))) - \tanh(\tan(\sin(x))) - \tan(\sinh(\tanh(x))) - \sinh(\tanh(\tan(x))) \ &- \tanh(\tan(\sinh(x))) + \tan(\tanh(\sinh(x))) + \tanh(\sinh(\tan(x))) + \sinh(\tan(\tanh(x))) \end{align*}

\begin{align*} g(x) &= \sinh(\tanh(\sin(x))) + \tanh(\sin(\sinh(x))) +\sin(\sinh(\tanh(x))) - \sinh(\sin(\tanh(x))) \ &- \sin(\tanh(\sinh(x))) - \tanh(\sinh(\sin(x))) - \tan(\sinh(\sin(x))) - \sinh(\sin(\tan(x))) \ &- \sin(\tan(\sinh(x))) + \tan(\sin(\sinh(x))) + \sin(\sinh(\tan(x))) + \sinh(\tan(\sin(x))) \end{align*}

以上のようにf(x), , g(x)をおくとき、

\begin{align*} \lim_{x \to 0} \frac{f(g(x))}{g(f(x))} \end{align*}

の値を有効数字9桁で求めよ。

Problem 9:

次の積分方程式

\begin{align*} \int_{0}^{1} , \exp(x+y+x^2+xy+y^2+x^2 y^2) , \lambda f(y) , dy = \lambda f(x) \end{align*}

を満たす最大の固有値\lambdaを、有効数字13桁で求めよ。

Problem 10:

以下の初期値問題を考える。

\begin{align*} \frac{d^2y}{dx^2} = x^3+y^3+ \left( \frac{dy}{dx} \right)^3, , y(0)=0, , y'(0)=0 \end{align*}

この初期値問題がx=rに特異点を持つような、最小の実数rの最小値を求めよ。
また、y(r)が発散するか特定の値をとるか答えよ。
特定の値をとる場合、その値を有効数字13桁で求めよ。

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