數學

本研究接續去年的研究主題”驚奇的數”，邊長為平方數的三邊形數亦為四邊形數的問題。解決這個問題後，利用Pell方程式與矩陣計算來求哪些邊長的p邊形數亦同時為四邊形數。處理方法分為兩類：第一類可以使用矩陣計算來討論，已討論出附帶方程式部分的初始解情形，並嘗試改進矩陣計算的漏解問題以及對數據做詳細分析、歸納。目前已有兩種方法：1.放寬附帶方程式初始解的限制，也就是縮小遞迴式的係數；2.伸縮雙曲線為一套固定的方法，可以解出原矩陣計算所遺漏的解。第二類無法使用矩陣計算，利用因式分解的技巧處理，發現結果與切比雪夫多項式有著密切關係。

在沙灘賣冰問題中，假設遊客平均分布在長度為1的沙灘上，並且沙灘上的攤販不論品質或價格都相同。因此遊客只會依據距離遠近選擇攤販；攤販則會為了擁有最大客源而不斷移動，直到任何移動皆不會使利益增加為止，這就是所謂的奈許均衡。 已知兩個攤販會集中在沙灘正中央，而三個攤販時無法達到均衡，四家或五家攤販會形成唯一一種均衡，若有六家以上的攤販則可能有不只一種均衡。由五家攤販的例子我們觀察到，若是選擇在1/2處固定不動，當其他四家攤販達成均衡時，就可以分得最大的利益範圍。因此，我們試著在三個攤販的情形中固定其中一家攤販的位置，發現若其中一個攤販在1/4的位置固定不動，則剩餘兩個攤販會集中在3/4形成均衡。此時固定攤販可以分得1/2，其餘兩家則各得1/4。於是在接下來的研究中，我們試著將此發現推廣至一般性。 我們研究發現，固定攤販的設攤位置，可以決定奈許均衡的存在性──使沒有均衡的例子產生均衡，或者破壞原本有的均衡；亦可以影響均衡的型態。最後我們提出了一個保證獲利的策略，使得採取適當的固定位置必定得到優於平均的利益。同時也證明了此策略為固定攤販獲利最大值(Max Minimum)，成功的將固定攤販利益最大值的情形推廣至一般化，並歸納出固定攤販位於各範圍時所形成的均衡以及利益範圍。

題目緣由是數學奧林匹亞預選題的其中一題組合問題，題目探討在2^m×2^m的棋盤中(m∈N)先分割出對角線上的2^m一單位正方形，之後將剩下兩塊狀似等腰直角三角形的棋盤分割為若干個不重疊的矩形，求此棋盤被分割出的所有矩形周長和最小值。本文將原命題推廣至nn×n棋盤與m×n棋盤的情況，在2^m×2^m中達到周長最小值的矩形分割方式十分直觀，但證明過程中直接構造函數2x〖log〗_2 x以及利用琴生不等式等方法不甚直觀，於是我們在n×n部分的最後給出了另解，並說明原題為其特殊情況。 n×n的部分沿用原題之方法定義了十字分割，我們證明了利用完全十字分割可達到最小值，為4n(m+3)-2^(m+3) (其中2^m≤n

Most football managers are not aware of the need for analysis of soccer data, which is one of the dynamic sports. In this study, we developed a statistical model with performance indicators and score indicators of individual soccer player based on various event data including dynamic features such as goal, assist, pass, etc. In this study, the correlation between the dependent variables and the explanatory variables, and each explanatory variable was confirmed through the correlation analysis to solve the problem of multiple communicability from the regression model and to analyze the statistically significant preliminary model. In addition, we analyzed the correlation between individual rating of the players and the data recorded in the soccer games, and found that there has been a problem with the rating of the soccer players evaluated by the reporters and the soccer statistics site. To solve this problem, we developed a model that best fit the performance indicators of individual soccer player using the linear regression model and the beta regression model. The performance index model of the athletes was developed by comparing the R-squared value and the mean absolute percentage error of two models, the linear regression model and the beta regression model, and found out the beta regression model is better model to use. By using the estimated regression coefficients of the regression model we made new PI model. Score Index, which is the attractive point of soccer, was developed by comparing Poisson regression model and negative binomial regression model based on AIC value, and the one using negative binomial regression model was found to be better. Through the model developed by this study, it is possible to collect the event data recorded by individual athletes for each soccer game, and obtain the PI & SI index which are the athlete performance index models. This allows us to evaluate each team's players objectively, analyze the team's deficiencies, and provide tools to find players, who can fill in the missing positions of the teams. This study can also be utilized to grasp the performance of athlete in real time by simulating the resultative model.

在這分作品中我們在球面上尺規作圖。目的是要完整描述球面上可作的角度。我們從平面尺規作圖的知識出發，卻遇到了困難，像是有很多平面尺規作圖的方式不能被如法炮製地運用到球面上。為了達成目標，我們著手探討在球面上和平面上作圖方式的關係，方法如下：先定義兩個重要名詞S ：球面上能作角度（弧長）的集合和P：平面上能作角度（弧長）的集合。透過向量方程式的證明我們得到S⊆P。利用我們從球面三角學公式衍生出的作圖方法，並藉由「體」證明出P⊆S。在P=S 的基礎上，我們引用伽羅瓦理論的已知結果，終於得到結論，也就是「球面上一個角度可作若且唯若其餘弦值為1經過有限次的加減乘除與開平方根運算」。最後我們也給出了球面上正4邊形、正5邊形和正17邊形的作法。

(PA)+(PC) =t為以A、C為焦點的橢圓，滿足(PA) +(PC)=(PB)+(PD) =t的P點軌跡可視為以A、C及B、D為焦點且長軸等長的橢圓在長軸變化過程中的交點軌跡，稱該曲線為EIC(AC,BD)。本研究主要討論四邊形ABCD為鳶形時，EIC(AC,BD)的代數方程式、曲線變化情形及其是否平滑。我們可將EIC曲線分為三類： 1.兩條非封閉曲線 2.一條非封閉曲線及一條封閉曲線 3.一條封閉曲線。由兩條曲線變為一條曲線的臨界條件為(BA) ̅=(BC) +(BD)，此時圖形為一條非封閉曲線及一點（B點），此時EIC(AC,BD)曲線族的包絡線為以B、D為焦點、長軸長為(AC) ̅的橢圓。另外，從代數方程式得知除了原點為奇異點，EIC曲線為平滑曲線。從圖形可發現EIC曲線與雙曲線、橢圓曲線(Elliptic Curve)、蚌線(Conchoid of de Sluze)極為相似，而其實質關聯性則有待未來研究。

本研究旨在探討轎車四輪關係。藉由車體結構的限制:左右互相平行，其距離為輪寬w，後輪沿車身延長輪距d，會碰到當時刻的前輪位置，以此做為發想，發展出前推後、後推前、左推右及右推左四種推論方式，最後得到結論。 研究最後將結論應用於許多方面，如應用於刑事鑑定方面，此外亦將程式寫於MATLAB以利修改跑跑卡丁車只留下了後輪軌跡之程式不足。

這份研究所探討的主題源自於1976年USAMO第一大題：將一4×7矩形方格表的每格塗色黑色或白色，欲使所有能構成矩形頂點的四個方格皆不全為同色。試證明其塗色必定失敗、或給出滿足的塗色方式。此研究從上述題目延伸，增加可填入的顏色數量、改變方格表的長寬，甚至將方格表改為三角格子表。研究過程主要運用鴿籠原理、組合數量之計算及柯西不等式來分析。我們已幾乎完整討論完矩形方格表中填入2色、3色，及三角格子表中填入2色的所有情況；並且對於矩形方格表，我們找到了一條判別式，可以判斷一般化的某情況下塗色是否必定失敗，但有部分必定塗色失敗的情況無法由此判別式判斷，需藉由其他方式討論。此外，我們也嘗試從滿足的塗色方式中找尋規律並建立構造的規則。

本研究主要透過不同的向度與規則，延續之前的研究。我們證明了頂點組態僅含有單一種秩數的 勻稱分割共有5種；頂點組態中含有兩種不同秩數的 勻稱分割，其 的最大值為5，共有13種；頂點組態中含有三種不同秩數的 勻稱分割，其 的最大值為4，共有3種；而頂點組態中含有 種不同的秩數的 勻稱分割在 時無解；最後，我們透過GSP軟體將所有解的圖形繪製出。

本研究旨在研究費馬多邊形數定理(任意非負整數必可表成k個k邊形數的和)的一般化情況，也就是說，任意非負整數是否能表成給定的二次多項式數列中所選取的γ項和。以數學模型敘述，就是探討對一個已知的二次多項式an2+bn+c，是否可找到一正整數γ，滿足∀x∈N∪{0},∃α1,α2,…αγ,使得x=∑γi=1(aαi2+bαi+c)。 本作品主要探討若此探究模型存在，那麼數列〈an 〉的一般式an2+bn+c與γ值之間會存在什麼關係，並期望能運用一個簡潔明瞭又一般化的數學式表示。本文亦提供另一個數學模型，探討γ值與某些特殊係數a,b,c之間的關聯性。而本文探尋[a/2]n2+[b/2]n+1,a∈N,b∈Z,a+b≡0(mod 2)(此為本文主要探討的二次式)，求得此二次式所對應之γ值的方法為先令p=[2a/(a+b)]+2，再藉由所建立的模型二，求出[(p-2)/2] n2+[(4-p)/2] n的γ值，接著再用所建立的模型一來求得[a/2]n2+[b/2]n+1的γ值，進而依循此方法最後得出任意形如[a/2]n2+[b/2]n+1的二次式之γ值。