◆石川県 数学好き さんからの解答。
a=a’k
b=b’k
kはaとbの最大公約数とする。
対角線の通過するマスの数をχとすると
χ=a+b−k
(例)
a=12、b=15ならばk=3
χ=12+15−3=24
a=11、b=14ならばk=1
χ=11+14−1=24
【コメント】
見事正解です。
証明のヒントとして問題を追加したので、ぜひご覧ください。
◆京都府 ポン Qさんからの解答。
縦をb 横をa とすると通る個数はa+b―1となる。
【コメント】
これは互いに素の場合ですね。
◆東京都 みやさんからの解答。
長方形を縦bマス、横aマスに区切るとする。(b≧a)
もし横方向に多く区切っているときは反転させればよい。
この長方形の左下の頂点が原点になり、第1象限にはまるようにxy座標に置く。
このとき対角線はy=(b/a)χ (χ≦a) (1)
対角線が通過するマスの数は、縦方向にb、横方向にaで、それから通過する格子点の個数を引いた数である。
すなわち、(1)の整数解の個数を引いた数である。
1) aとbとが互いに素の場合
整数解は(a,b)の一個だけだから通過するマスはa+b−1
2)aとbが公約数を持つ場合
最大公約数をdとする。
a=Ad,b=Bdとおく。
y=(b/a)χ=(Bd/Ad)χ=(B/A)χ (χ≦a)
上式の整数解の数はa/A=dである。
よって通過するマスは a+b−d
●注意
一見、座標を使っているので、正方形で区切った場合にしか当てはまらないように見えますが、大丈夫、一般性を崩していません。
なぜなら長方形のマスで区切った座標で考えればいいから。
直感的には伸び縮みする方眼紙にこの図を描いたところを想像してください。
【コメント】
ようやく完全に証明されて大変うれしいです。
ご指摘の通り、長方形のマスで区切った場合も全く同じですね。