『消しゴムで割り算』解答


◆千葉県 CAT さんからの解答。

Nが次の場合 自然数Nから数字を一つ消して新たな数Mにしたとき M=N/9 となる。
(末尾の数字が「0」のNは 「0」を何個でもつけることが可能)

N=45     M=5           N=450     M=50
N=135    M=1           N=1350    M=150
N=225    M=25          N=2250    M=250 
N=315    M=35          N=3150    M=350
N=405    M=45          N=4050    M=4450
N=675    M=75          N=6750    M=750

N=1125   M=125         N=11250   M=1250
N=2025   M=225         N=20250   M=2250
N=5625   M=625         N=56250   M=6250
  
N=1575   M=175         N=15750   M=1750
N=2475   M=275         N=24750   M=2750
N=3375   M=375         N=33750   M=3750
N=4275   M=475         N=42750   M=4750
N=6075   M=675         N=60750   M=6750
N=7875   M=875         N=78750   M=8750

N=12125  M=1125        N=101250  M=11250
N=14625  M=1625        N=146250  M=16250
N=12375  M=1375        N=123750  M=13750
N=16875  M=1875        N=168750  M=18750

◆東京都 建築家 さんからの解答。

Nを消す数字をb(0≦b<10)として

N=a+b*10n+c*10n+1

と分解してみます。
ただし a<10n

するとbを消したMは

M=a+c*10n

となります。

N=9Mですので、これをまとめると

8a=(b+c)*10n ・・・(i)

となります。

a<10n でしたので、
(b+c)<8になります。 ・・・(ii)

一方8aも(10n)の倍数になりますので
a=(k*10n)/8 <10n
(1≦k≦7 :kは整数)・・・(iii)

この(i)(ii)(iii)を満たせばよいようなのでたくさんありそうです。

例えば (N,M)=(52875、5875)などですね。


◆東京都 かえる さんからの解答。

Nの一の位を消してMを作るとすると、N≧10Mとなり明らかに題意を満たさない。
よって、NとMの一の位は同じ数字になるが、9倍して一の位が変わらないのは0か5なので、NとMの一の位は0か5。

ここでNとMの一の位が0の場合は両者をともに10で割って考える。
この2数についても一の位はともに0か5であるので、10で割り続ければ、いずれはともに一の位が5になる。
この数をN’とM’として以下考える。

【1】N’の十の位を消してM’を作る場合

N’=A・100+B・10+5
M’=A・10+5
(但しAは非負整数、Bは0≦B≦9の整数)

M’=N’/9
⇔ A+B=4 
⇔ (A,B)=(4,0),(3,1),(2,2),(1,3),(0,4)
⇔ N’=405,315,225,135,45
【2】N’の10n-1(nはn≧3の整数)の位を消してM’を作る場合

N’=A・10n+B・10n-1+C・10+5
M’=A・10n-1+C・10+5
(但しAは非負整数、Bは0≦B≦9の整数、
 Cは0≦C≦10n-2−1の整数、nはn≧3の整数)

M’=N’/9⇔ (A+B)・10n-2=8C+4

ここで、nがn≧5の整数のとき、左辺は8で割り切れるにもかかわらず、右辺は8で割り切れないので不適。
従って、n=3,4

【2−1】n=3のとき

10(A+B)=8C+4
(但しAは非負整数、Bは0≦B≦9の整数、Cは0≦C≦9の整数)

より C=2,7 ゆえ

(A,B,C)=
(2,0,2),(1,1,2),(0,2,2),
(6,0,7),(5,1,7),(4,2,7),
(3,3,7),(2,4,7),(1,5,7),(0,6,7)

⇔ 

N’=
2025,1125,225,6075,
5175,4275,3375,2475,
1575,675

【2−2】n=4のとき

100(A+B)=8C+4
(但しAは非負整数、Bは0≦B≦9の整数、Cは0≦C≦99の整数)

より C=12,37,62,87 ゆえ

(A,B,C)= (1,0,12),(0,1,12),(3,0,37),
(2,1,37),(1,2,37),(0,3,37),
(5,0,62),(4,1,62),(3,2,62),
(2,3,62),(1,4,62),(0,5,62),
(7,0,87),(6,1,87),(5,2,87),
(4,3,87),(3,4,87),(2,5,87),
(1,6,87),(0,7,87)

⇔ 

N’=
10125,1125,30375,21375,
12375,3375,50625,41625,
32625,23625,14625,5625,
70875,61875,52875,43875,
34875,25875,16875,7875

以上より、Nは、
(十の位を消す)
405,315,225,135,45

(百の位を消す)
2025,1125,225(既出),6075,5175,
4275,3375,2475,1575,675

(千の位を消す)
10125,1125(既出),30375,21375,
12375,3375(既出),50625,41625,
32625,23625,14625,5625,70875,
61875,52875,43875,34875,25875,
16875,7875

の10k-1倍(kは自然数)・・・【答】


◆東京都 ぽこぺん さんからの解答。

N の一の位を消して M を作る場合は,M ≦ N/10 が成立するから,題意を満たすことはできない。
したがって,N において,消去する桁よりも下位に n 桁 (n≧1) あるとしてよい。

このとき,自然数 N,M は,整数 x,y,z を用いて,

N = 10n(10x + y) + z
M = 10n x + z
0 ≦ x       (1)
0 ≦ y < 10    (2)
0 ≦ z < 10n   (3)

とおくことができ,題意の関係は

10n (10x + y) + z = 9 (10n x + z)

すなわち,

10n (x + y) = 8z    (4)

と書くことができる。
ここで,z = 0 とすると,x = y = z = 0 すなわち N = 0 となるから適さない。

したがって,(3) の代わりに

0 < z < 10n   (3')となる。

(1) n = 1 のとき,(4) は

5(x + y) = 4z

となり,5 と 4 は互いに素であるから,t を整数として

x + y = 4t
z = 5t      (5)

とおける。さらに,1 桁の整数 y をパラメ−タと考えれば,

x = 4t - y    (6)

と書ける。ここで,(3') と (5) より,

t = 1となり,(1),(2),(6) より,

(t, y) = (1, 0),(1, 1),(1, 2),(1, 3),(1, 4)

すなわち,

(x, y, z) = (4, 0, 5),(3, 1, 5),(2, 2, 5),(1, 3, 5),(0, 4, 5)

を得る。

(2) n = 2 のとき,(4) は

25(x + y) = 2z

となり,25 と 2 は互いに素であるから,t を整数として

x + y = 2t
z = 25t      (7)

とおける。さらに,1 桁の整数 y をパラメタと考えれば,

x = 2t - y    (8)

と書ける。ここで,(3') と (7) より,

t = 1,2,3であるから,(1),(2),(8) より,

(t, y) = 
(1, 0),(1, 1),(1, 2),
(2, 0),(2, 1),(2, 2),(2, 3),(2, 4),
(3, 0),(3, 1),(3, 2),(3, 3),(3, 4),(3, 5),(3, 6)

を得る。したがって,

(x, y, z) =
(2, 0, 25),(1, 1, 25),(0, 2, 25),
(4, 0, 50),(3, 1, 50),(2, 2, 50),(1, 3, 50),(0, 4, 50),
(6, 0, 75),(5, 1, 75),(4, 2, 75),(3, 3, 75),(2, 4, 75),(1, 5, 75),(0, 6, 75)

を得る。

(3) n ≧ 3 のとき,(4) は

125・10n-3 (x + y) = z

となるから,t を整数として

x + y = t
z = 125・10n-3 t     (9)

とおける。さらに,1 桁の整数 y をパラメタと考えれば,

x = t - y          (10)

と書ける。ここで,(3') と (9) より,

t = 1,2,3,4,5,6,7

であるから,(1),(2),(10) より,

(t, y)=
(1, 0),(1, 1),
(2, 0),(2, 1),(2, 2),
(3, 0),(3, 1),(3, 2),(3, 3),
(4, 0),(4, 1),(4, 2),(4, 3),(4, 4),
(5, 0),(5, 1),(5, 2),(5, 3),(5, 4),(5, 5),
(6, 0),(6, 1),(6, 2),(6, 3),(6, 4),(6, 5),(6, 6),
(7, 0),(7, 1),(7, 2),(7, 3),(7, 4),(7, 5),(7, 6),(7, 7)
を得る。

したがって,この 35 組を用いて (9),(10) により x,z を定めたものはすべて解となる。


◆広島県 清川 育男 さんからの解答。


N           M 
         45          5   
        135         15   
        225         25   
        315         35   
        405         45   
        450         50   
        675         75   
       1125        125   
       1350        150   
       1575        175   
       2025        225   
       2250        250   
       2475        275   
       3150        350   
       3375        375   
       4050        450   
       4275        475   
       4500        500   
       5175        575   
       5625        625   
       6075        675   
       6750        750   
       7875        875   
      10125       1125   
      11250       1250   
      12375       1375   
      13500       1500   
      14625       1625   
      15750       1750   
      16875       1875   
      20250       2250   
      21375       2375   
      22500       2500   
      23625       2625   
      24750       2750   
      25875       2875   
      30375       3375   
      31500       3500   
      32625       3625   
      33750       3750   
      34875       3875   
      40500       4500   
      41625       4625   
      42750       4750   
      43875       4875   
      45000       5000   
      50625       5625   
      51750       5750  
      52875       5875   
      56250       6250   
      60750       6750   
      61875       6875   
      67500       7500   
      70875       7875   
      78750       8750   
     101250      11250   
     112500      12500   
     123750      13750   
     135000      15000   
     146250      16250   
     157500      17500   
     168750      18750   
     202500      22500   
     213750      23750   
     225000      25000   
     236250      26250   
     247500      27500   
     258750      28750   
     303750      33750   
     315000      35000   
     326250      36250   
     337500      37500   
     348750      38750   
     405000      45000   
     416250      46250   
     427500      47500   
     438750      48750   
     450000      50000   
     506250      56250   
     517500      57500   
     528750      58750   
     562500      62500   
     607500      67500   
     618750      68750   
     675000      75000   
     708750      78750   
     787500      87500   
    1012500     112500   
    1125000     125000   
    1237500     137500   
    1350000     150000   
    1462500     162500   
    1575000     175000   
    1687500     187500   
    2025000     225000   
    2137500     237500   
    2250000     250000   
    2362500     262500   
    2475000     275000   
    2587500     287500   
    3037500     337500   
    3150000     350000   
    3262500     362500   
    3375000     375000   
    3487500     387500   
    4050000     450000   
    4162500     462500   
    4275000     475000   
    4387500     487500   
    4500000     500000   
    5062500     562500   
    5175000     575000   
    5287500     587500   
    5625000     625000   
    6075000     675000   
    6187500     687500   
    6750000     750000   
    7087500     787500   
    7875000     875000   
   10125000    1125000   
   11250000    1250000   
   12375000    1375000   
   13500000    1500000   
   14625000    1625000   
   15750000    1750000   
   16875000    1875000   
   20250000    2250000   
   21375000    2375000   
   22500000    2500000   
   23625000    2625000   
   24750000    2750000   
   25875000    2875000   
   30375000    3375000   
   31500000    3500000   
   32625000    3625000   
   33750000    3750000   
   34875000    3875000   
   40500000    4500000   
   41625000    4625000   
   42750000    4750000   
   43875000    4875000   
   45000000    5000000   
   50625000    5625000   
   51750000    5750000   
   52875000    5875000   
   56250000    6250000   
   60750000    6750000   
   61875000    6875000   
   67500000    7500000   
   70875000    7875000   
   78750000    8750000   
  101250000   11250000   
  112500000   12500000   
  123750000   13750000   
  135000000   15000000   
  146250000   16250000   
  157500000   17500000   
  168750000   18750000   
  202500000   22500000   
  213750000   23750000   
  225000000   25000000   
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