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任意の正の整数kkkに対して、分数xi/yix_i/y_ixi/yiの有限数列aia_iaiは次のように定義される:
a1=1/ka_1 = 1 / ka1=1/k ai=(xi−1+1)/(yi−1−1)a_i = (x_{i-1}+1)/(y_{i-1}-1)ai=(xi−1+1)/(yi−1−1)(i>1i>1i>1のとき。約分可能な場合は約分する)
aia_iaiがある整数nnnになったとき(つまりyi=1y_i=1yi=1になったとき)数列はそこで終了とする。 ここで関数f(k)=nf(k) = nf(k)=nと定義する。 例えばk=20k = 20k=20のとき
1/20→2/19→3/18=1/6→2/5→3/4→4/3→5/2→6/1=61/20 → 2/19 → 3/18 = 1/6 → 2/5 → 3/4 → 4/3 → 5/2 → 6/1 = 61/20→2/19→3/18=1/6→2/5→3/4→4/3→5/2→6/1=6
したがってf(20)=6f(20) = 6f(20)=6となる。
同様にf(1)=1,f(2)=2,f(3)=1f(1) = 1, f(2) = 2, f(3) = 1f(1)=1,f(2)=2,f(3)=1、1≤k≤1001 ≤ k ≤ 1001≤k≤100について∑f(k3)=118937\sum f(k^3) = 118937∑f(k3)=118937となる。
1≤k≤2×1061 ≤ k ≤ 2×10^61≤k≤2×106について∑f(k3)\sum f(k^3)∑f(k3)を求めよ。