성분이 모두 자연수인 이차정사각행렬 A와 자연수 m에 대하여 행렬 B=mE−A가 AB=E를 만족시킨다. 행렬 A의 (1,2) 성분과 (2,2) 성분은 서로 같고, 자연수 n에 대하여 행렬 An의 (1,1) 성분과 (2,2) 성분의 합을 tn이라 할 때 t3=18이다. 두 행렬 A, B 중 하나를 택하는 시행을 13번 반복한다. k번째 시행에서 택한 행렬을 Xk라 하고 Pk=X1X2⋯Xk (k=1,2,⋯,13)라 하자. 다음 조건을 만족시키는 순서쌍 (X1,X2,⋯,X13)을 생각하자.
(가) 행렬 P13의 모든 성분의 합은 행렬 B2의 모든 성분의 합과 같다.
(나) 모든 k에 대하여 행렬 Pk의 (1,2) 성분은 −t2 이상이다.
(다) 모든 k에 대하여 행렬 Pk의 (1,1) 성분과 (2,2) 성분의 합은 t3 이하이다.
X1=X13이고 Pk의 (1,1) 성분이 A3의 (1,1) 성분과 같은 k가 존재하는 순서쌍의 개수를 구하시오. (단, E는 단위행렬이다.)