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宇宙系大学院生の戯言

東大大学院天文学専攻の過去問

公開することにした経緯

ここでは、東大天文の過去問の解答(平成24〜28年度)を公開します。
ただ、5年分の中でも解けたのは半分くらいです。院試が終わった後は手を付けていません。

東大の理物(理学系研究科物理学専攻)では以下のような過去問の解答が掲載されているサイトが存在します。
東大院理物 院試過去問 @ The Website of Koichi Murase しかし、天文学専攻については今まで1つもありませんでした。

過去問の解答をインターネット上で公開することには賛否があるかもしれませんが、東大外部の大学生(自分含め)には貴重な資料となると思います。

また、上記サイトにもありますが、過去問ではなくあくまで自分たちで作成した解答ですので、著作権の侵害にも当たらないと考えています。

ということで、今まではTwitterのみでの公開の仕方でしたが、自分のTwitterを見られたくないという人もたくさんいると思いますので、
思い切ってこのブログを通じて公開としたいと思います。

また、解答を作った自分も友人も外部の人間だったため、内部生のように10人近い人数で解きあってチェックし合うというプロセスを踏んでおらず、間違っている部分もきっとあると思います。そして量的にも非常に不完全です。
そこで、ぜひ間違っている部分や、こちらで解けていない問題の解答を提供していただけると幸いです
それをまたさらに後輩となる人たちのために公開できることとなるかもしれませんので。

著作権について

あくまでここで公開する解答については、著作権が存在します。ここで公開している内容を引用・転用して許可なく二次的に商用利用をすることはおやめください。

過去問ファイル

ファイル形式としてはPDFを選びました。
とりあえずひとまとめにしています。本当は科目ごと・年度ごとに分けた方がいいのだと思いますが。

構成としては、数学→物理学→天文学という順になっています。
またその中でもさらに、最近の年度から古い年度に向かった順番となっています。

https://drive.google.com/open?id=0Bw7oPVfOyxmvYXRGa2RZSlFRc2c

あくまで個人的に作ったものであり、間違っている部分もあると思います。理解不足な部分もありますし、何より5年分の中で半分程度しか解けていません。友人と2人で手探りで作った解答です。
ですので、繰り返しになりますが、修正すべき部分や新たに解答を作成できた方は、ぜひ教えていただき、後輩のために正しい解答集を作り上げていければと思います。

Project Euler 16「各位の数字の和」をPython3で書いてみた[解答]

問題文

215 = 32768 であり, 各位の数字の和は 3 + 2 + 7 + 6 + 8 = 26 となる.

同様にして, 21000 の各位の数字の和を求めよ.

注: Problem 20 も各位の数字の和に関する問題です。解いていない方は解いてみてください。

日本語の問題はこちら Problem 16 - PukiWiki ちなみにおおもとのサイトはこちら About - Project Euler

今回のはすぐできてしまいます。

コード

n = pow(2, 1000)    # 2を1000乗
factor_n = [int(x) for x in list(str(n))]     # 2の1000乗をリスト化
print(sum(factor_n))   # 上で作ったリストの各要素を足す

結果

1366

今回はめちゃくちゃ簡単でした。

Project Euler 15「格子経路」をPython3で書いてみた[解答]

問題文はこちらに日本語訳が載っています。

Problem 15 - PukiWiki

問題文

2×2 のマス目の左上からスタートした場合, 引き返しなしで右下にいくルートは 6 つある.
[f:id:nariagarix:20170305230301j:plain]
では, 20×20 のマス目ではいくつのルートがあるか.

コンビネーション使うだけですね。 こんな簡単でいいの?って感じですが、コードはこんな風になりました。

import math

m = 20

n = math.factorial(m*2)//(math.factorial(m) * math.factorial(m))

print(n)

結果

137846528820

factorial関数を使うとめちゃくちゃ簡単ですね。

Project Euler 14「最長のコラッツ数列」をPython3で書いてみた[解答]

コラッツ数列って初めて聞きました。そして特に調べていないので解説もしないです。すみません。

問題文

正の整数に以下の式で繰り返し生成する数列を定義する.

n → n/2 (n が偶数)

n → 3n + 1 (n が奇数)

13からはじめるとこの数列は以下のようになる.

13 → 40 → 20 → 10 → 5 → 16 → 8 → 4 → 2 → 1
13から1まで10個の項になる. この数列はどのような数字からはじめても最終的には 1 になると考えられているが, まだそのことは証明されていない(コラッツ問題)

さて, 100万未満の数字の中でどの数字からはじめれば最長の数列を生成するか.

注意: 数列の途中で100万以上になってもよい

そして、コード。
今回はあまりに処理に時間がかかったので、時間も計測しました。

import time
start = time.time()
# ここから時間計測開始

countlist = []
n = 1000000

for i in range(2, n):
    while i> 1:
        if i % 2 == 0:
            i = i / 2
            count += 1
        else:
            i = 3*i + 1
            count += 1
    else:
        countlist.append(count)
        count = 0

print(countlist.index(max(countlist)))

elapsed_time = time.time() - start     # 時間計測終了
print("elapsed_time:{0}".format(elapsed_time))    # かかった時間を表示

結果

837797
elapsed_time:59.763405084609985

時間かかりすぎ…(単位は秒)
これはク◯コードですね。
でも10分くらいでパッと組んだコードだし、これから速度上がるコードに改良すればよし!(謎のポジティブ)

このサイトのコードだと9秒くらいでいけるらしいんですけど、このサイトのコードってだいたい難しいんですよね。。

Project Euler: Python solutions

Project Euler 13 「大きな数の足し算」をPython3で書いてみた[解答]

とにかく問題の数字が長いです。。
問題はこちらから
Problem 13 - PukiWiki

以下の50桁の数字100個の合計の上から10桁を求めなさい。

37107287533902102798797998220837590246510135740250
46376937677490009712648124896970078050417018260538
74324986199524741059474233309513058123726617309629
91942213363574161572522430563301811072406154908250
23067588207539346171171980310421047513778063246676
89261670696623633820136378418383684178734361726757
28112879812849979408065481931592621691275889832738
44274228917432520321923589422876796487670272189318
47451445736001306439091167216856844588711603153276
70386486105843025439939619828917593665686757934951
62176457141856560629502157223196586755079324193331
64906352462741904929101432445813822663347944758178
92575867718337217661963751590579239728245598838407
58203565325359399008402633568948830189458628227828
80181199384826282014278194139940567587151170094390
35398664372827112653829987240784473053190104293586
86515506006295864861532075273371959191420517255829
71693888707715466499115593487603532921714970056938
54370070576826684624621495650076471787294438377604
53282654108756828443191190634694037855217779295145
36123272525000296071075082563815656710885258350721
45876576172410976447339110607218265236877223636045
17423706905851860660448207621209813287860733969412
81142660418086830619328460811191061556940512689692
51934325451728388641918047049293215058642563049483
62467221648435076201727918039944693004732956340691
15732444386908125794514089057706229429197107928209
55037687525678773091862540744969844508330393682126
18336384825330154686196124348767681297534375946515
80386287592878490201521685554828717201219257766954
78182833757993103614740356856449095527097864797581
16726320100436897842553539920931837441497806860984
48403098129077791799088218795327364475675590848030
87086987551392711854517078544161852424320693150332
59959406895756536782107074926966537676326235447210
69793950679652694742597709739166693763042633987085
41052684708299085211399427365734116182760315001271
65378607361501080857009149939512557028198746004375
35829035317434717326932123578154982629742552737307
94953759765105305946966067683156574377167401875275
88902802571733229619176668713819931811048770190271
25267680276078003013678680992525463401061632866526
36270218540497705585629946580636237993140746255962
24074486908231174977792365466257246923322810917141
91430288197103288597806669760892938638285025333403
34413065578016127815921815005561868836468420090470
23053081172816430487623791969842487255036638784583
11487696932154902810424020138335124462181441773470
63783299490636259666498587618221225225512486764533
67720186971698544312419572409913959008952310058822
95548255300263520781532296796249481641953868218774
76085327132285723110424803456124867697064507995236
37774242535411291684276865538926205024910326572967
23701913275725675285653248258265463092207058596522
29798860272258331913126375147341994889534765745501
18495701454879288984856827726077713721403798879715
38298203783031473527721580348144513491373226651381
34829543829199918180278916522431027392251122869539
40957953066405232632538044100059654939159879593635
29746152185502371307642255121183693803580388584903
41698116222072977186158236678424689157993532961922
62467957194401269043877107275048102390895523597457
23189706772547915061505504953922979530901129967519
86188088225875314529584099251203829009407770775672
11306739708304724483816533873502340845647058077308
82959174767140363198008187129011875491310547126581
97623331044818386269515456334926366572897563400500
42846280183517070527831839425882145521227251250327
55121603546981200581762165212827652751691296897789
32238195734329339946437501907836945765883352399886
75506164965184775180738168837861091527357929701337
62177842752192623401942399639168044983993173312731
32924185707147349566916674687634660915035914677504
99518671430235219628894890102423325116913619626622
73267460800591547471830798392868535206946944540724
76841822524674417161514036427982273348055556214818
97142617910342598647204516893989422179826088076852
87783646182799346313767754307809363333018982642090
10848802521674670883215120185883543223812876952786
71329612474782464538636993009049310363619763878039
62184073572399794223406235393808339651327408011116
66627891981488087797941876876144230030984490851411
60661826293682836764744779239180335110989069790714
85786944089552990653640447425576083659976645795096
66024396409905389607120198219976047599490197230297
64913982680032973156037120041377903785566085089252
16730939319872750275468906903707539413042652315011
94809377245048795150954100921645863754710598436791
78639167021187492431995700641917969777599028300699
15368713711936614952811305876380278410754449733078
40789923115535562561142322423255033685442488917353
44889911501440648020369068063960672322193204149535
41503128880339536053299340368006977710650566631954
81234880673210146739058568557934581403627822703280
82616570773948327592232845941706525094512325230608
22918802058777319719839450180888072429661980811197
77158542502016545090413245809786882778948721859617
72107838435069186155435662884062257473692284509516
20849603980134001723930671666823555245252804609722
53503534226472524250874054075591789781264330331690

コードはこちらです。

matrix = """
37107287533902102798797998220837590246510135740250
46376937677490009712648124896970078050417018260538
74324986199524741059474233309513058123726617309629
91942213363574161572522430563301811072406154908250
23067588207539346171171980310421047513778063246676
89261670696623633820136378418383684178734361726757
28112879812849979408065481931592621691275889832738
44274228917432520321923589422876796487670272189318
47451445736001306439091167216856844588711603153276
70386486105843025439939619828917593665686757934951
62176457141856560629502157223196586755079324193331
64906352462741904929101432445813822663347944758178
92575867718337217661963751590579239728245598838407
58203565325359399008402633568948830189458628227828
80181199384826282014278194139940567587151170094390
35398664372827112653829987240784473053190104293586
86515506006295864861532075273371959191420517255829
71693888707715466499115593487603532921714970056938
54370070576826684624621495650076471787294438377604
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53503534226472524250874054075591789781264330331690
"""[1:-1]

data = list(map(lambda n: int(n), matrix.split("\n")))  # データを行ごとにリストへ追加
            
sum1 = sum(data)    #  数値100個を足す
num1 = [str(x) for x in list(str(sum1))]    #  足した数値を1桁ずつ文字列の要素としてリスト化
num2 = "".join(num1[0:10])    # 上から10桁を取り出す

print(num2)

結果

5537376230

数字は長いですがコードは短くて済みました。