『今週の問題』第224回 解答


【問題1】

◆静岡県 medaka さんからの解答

【問題1−1】


け= 1 で= 7 ま= 2 と= 8
て= 4 め= 6 う= 9
あ= 0 お= 5 し= 3
  
17 ×   28 = 476     
 +       ×      −  
99 +     9 = 108      
 =       =      =  
116 + 252 = 368
(解法)

”け”=a,”て”=b,”あ”=c,”で”=d,”め”=e,
”お”=f,”ま”=g,”う”=h,”し”=い,”と”=j
として、連立方程式をつくると

(10a + d)    * (10g + j)        = 100b + 10d + e ...(1)
10h + h          + h                = 100a + 10c + j ...(2)
(100a + 10a + e) + (100g + 10f + g) = 100i + 10e + j ...(3)
(10a + d)        + (10h + h)        = 100a + 10a + e ...(4)
(10g + j)        * h                = 100g + 10f + g ...(5)
(100b + 10d + e) - (100a + 10c + j) = 100i + 10e + j ...(6)
(2)の左辺(=12h)が3桁となるためには、h=9でなければならない。
これより、h=9,a=1,c=0,j=8となる。

(6)の1の位を取り出すと、e-j=j(mod10)となるが、
すでにj=8は確定しているので、e=6となる。

(4)にすでに確定している数字を代入すると、10+d+99=100+10+6となり、
d=7が決まる。

(3)の1の位を取り出すと、e+g=j(mod10)となるが、
すでにe、jは確定しているので、g=2が決まる。

(1)にすでに確定している数字を代入すると、
12*28=100b+70+6となり、
b=4が決まる。

(6)にすでに確定している数字を代入すると、
476-108=100i+60+8となり、
i=3が決まる。

(3)にすでに確定している数字を代入すると、
116+202+10f=368となり、 f=5が決まる。

【問題1−2】

(答え) ”あけましておめでとう”

◆神奈川県 Gaku さんからの解答

【問題1−1】

け=1 で=7 ま=2 と=8
て=4 め=6 う=9
あ=0 お=5 し=3
まず、2行目の『うう+う=けあと』より、
「100≦けあと=うう+う=12×う」だから、
『う=9』でなければならない。

したがって、「けあと=12×う=12×9=108」となって、
『け=1』『あ=0』『と=8』が分かる。

次に、2列目の『ま8×9=まおま』より、
繰り上がりに注意して1の位だけを考えると、
「7ま=8×9=72」となり、『ま=2』である。

すると、この式は、「28×9=2お2」となるから、
「2お2=28×9=252」より、『お=5』となる。

さらに、3行目の『11め+252=しめ8』の1の位から、
「め+2=8」となり、『め=6』である。

この式は、「116+252=し68」となったので、
「し68=116+252=368」から『し=3』が分かる。

最後に、3列目を見ると、『てで6−108=368』なので、
「てで6=368+108=476」より、『て=4』『で=7』である。

あとは、1行目の『17×28=476』と、
1列目の『17+99=116』が正しいことを確かめればよい。

◆大阪府 IVRチーム さんからの解答

2列目 横の計算において
○○ + ○ が 3桁の整数を満たす同一の数字は「9」のみ
⇒よって「う」は9

99+9=108となる
⇒よって「け」は1
    「あ」は0
    「と」は8となる。

3列目 縦の計算において
108を引いたあとの答えの1桁目が「8」となる ?−8=8
⇒よって「め」は6となる

また、答えの2桁目が6となる。
1桁目の計算で繰り下がりがあるため ?−1−0=6
⇒よって「で」は7となる

2列目 縦の計算において
「と」と「う」をかけると 8×9=72
⇒結果の1桁目すなわち「ま」は2となる

28 × 9 =252
⇒よって「お」は5となる

3列目 横の計算において
116 + 252= 368
⇒よって「し」は3となる

3列目 縦の計算において
?76−108=368 すなわち 368+108=?76
⇒よって「て」は4となる

◆大阪府 こうじ さんからの解答

「うう+う」が三桁になるのは「う」が9の場合のみ
99+9=108 なので「けあと」=108
∴け=1 あ=0 と=8

そこで、で=a ま=b て=c め=d お=e し=fとおくと

1a × b8 =cad
 +   ×    −
99  + 9  = 108
 =   =    =
11d +beb =fd8となる
(10b+8)×9=90b+72なので1の桁は2
∴b=2 90×2+72=252
∴e=5

110+d+252=100f+28
360+d+2=100f+28
∴1の桁はd+2=8でd=6 f=3

100c+10a+6−108=368より
100c+10a+6=476
c=4 a=7

以上より
け=1 で=7 ま=2 と=8 て=4
め=6 う=9 あ=0 お=5 し=3

◆東京都 明 さんからの解答

左端1列目の「けで+うう=けけめ」 から、「け=1」
代入して 「1で+うう=11め」 から、「う=9」
上から2段目「うう+う=けあと」に「う=9」を代入して、「あ=0」、「と=8」

2列目「まと×う=まおま」に「う」と「と」を代入して、「ま=2」
さらにこの「ま」を代入して、「お=5」

3列目「てでめ−けあと=しめと」に以上判った数字を代入すると、
「てでめ−108=しめ8」
この最下位から「め=6」
10の位から「で=7」

3段目「けけめ+まおま=しめと」に以上判った数字を代入して、
「11め+252=しめ8」
これから「め=6」、「し=3」
もう一度3列目に戻って、「て=4」

以上、0から9まで順にならべると、「あけましておめでとう」
最後にすべての数字を代入して招福の絵を確認しました。

 

【問題2】

◆出題者の愛知県 Y.M.Ojisan さんからのコメント

優勝は -25-@ucchieさんと とくしんさんの

√(√(√(√(√((1003×2)^(2^5)-1)))))
=2005.999999 9999999999 9999999999 9999999999 9999999999
  9999999999 9999999999 9999999999 9999999999 9999999999
  9999999867 3854327399 5093405812 7296311809 1615923462...
ですね。すばらしい発想です。

√の多重使用ですが、5回に意味があるのでルール違反ではありません。

この問題は日経サイエンスの懸賞問題を動機付けとした問題です。
通常小町算は2項演算(+×。。)を用いるので演算子数が有限となり、計算機でしらみつぶし可能な場合が多いです。
しかし√のような単項演算を仲間に入れることにより際限がなくなり、計算機では手に負えなくなってきます。


◆新潟県 さらな さんからの解答

(2005+1)−1÷32=2005.96875
あえて√を使わずに作ってみました。

◆埼玉県の中学校3年生 野猿 さんからの解答

あえてルートを使わず
2005+1+1/32=2005.96875

問題2は興味深いです
2005年大晦日が2006年の近似値になるというユーモアがあります

◆岡山県 ク〜さん さんからの解答

2005+√31−√21=2005.98518・・・

◆大阪府 IVRチーム さんからの解答

1003*2-1/52  = 2005.980769・・・・・

許されるならば
1003*2-2^-51 = 2005.9999999999・・・・

◆兵庫県の高校生 リストっち さんからの解答

√((1003*2)^2-1/5)=2005.9999501495507265535162601044・・・・

◆三重県 とくしん さんからの解答

√((1003*2)^2 - 1/5) ≒ 2005.9999501495507265535162601044
2005.99995年と解釈して計算してみると12月31日の午後11時半過ぎぐらいか。

問題の条件からは外れるけど例えば小数点を使えば
√(2011^2 - .03) - 5 ≒ 2005.9999925410243521540731687821

1に限りなく近い数を作る目的以外での多重根号を許すとすれば
√√√√√((1003*2) ^ (2^5) - 1) ≒ 2005.999...(推定96個)...999
等が作れます

◆滋賀県の高校生 -25-@ucchie さんからの解答

√の使いすぎですが、

(√:5つ)
2*(√(√(√(√(√((1003)^(2^5)-1))))))
=2005.999999 9999999999 9999999999 9999999999 9999999999
  9999999999 9999999999 9999999999 9999999999 9999999943
  0424770644 8969344243 0930066412 1767632306 2733401858...

√(√(√(√(√((1003×2)^(2^5)-1)))))
=2005.999999 9999999999 9999999999 9999999999 9999999999
  9999999999 9999999999 9999999999 9999999999 9999999999
  9999999867 3854327399 5093405812 7296311809 1615923462...

(√:3つ)
√(√(√((2005+1)^(2^3)-1)))
=2005.999999 9999999999 9999999904 3701417091 4024778196
  8723781521 3878987403 9428026906 9869355303 1631826085...

(√:無し)
1003×2-2^(-51)
=2005.999999 9999999995 5591079014...
◆奈良県 謎のX さんからの解答

√{(2005+1)^2 - 1/3} = 2005.999917

◆東京都 昔取った杵柄 さんからの解答

1003 * 2 - 2^(-51) = 2006 - 4.44*10^(-16)

◆神奈川県 Gaku さんからの解答

1003*2-1/52=2005.980769…

予想される解答は、2005か2006か2007と、0に近い数か1に近い数を作って、それらを加減するという形である。
重要なのは、いかに0もしくは1に近い数を作るかという点なので、なるべく、大きな数を残して2005か2006を作る方法を考えなければならない。
「2006=1003*2」に気付けば、あとは残った「1,2,5」でなるべく小さい数を作るだけで2006に近い数が得られる。

◆東京都 あずず さんからの解答

(2005+1)−2÷31=2005.93548387...
(2005+1)−2^(−31)=2005.99999999953433871...

順番を入れ替えても良いのであれば,
(2005+1)−3^(−21)=2005.99999999990440093...

◆大阪府の高校生 vamp さんからの解答

1003×2−1÷52=2005.9807692307692307692307692308

◆海外 Maruhi さんからの解答

2005+√12 / √13 =2005.960769

◆石川県 いくまる さんからの解答

2005+SQRT(1-1/32) = 2005.98425....

◆埼玉県 angel さんからの解答

2005+SQRT(1-1/32) = 2005.98425....

1003×2-1÷52 = 2005.980769…

もし次の書き方が可能ならば、より勝ります
1003×2-2^(-51) = 2005.999999…

※ 他に 2^(11-α) や (2-α)^11 も考えましたが、良いパターンにならず…

◆東京都 明 さんからの解答

第1感は √{(2005+1)^2−1/3} = 2005.999916915917
改善版の √[(2×1003)^2−1/5} = 2005.999950149550

他にないか計算機で総当りをしている間に次の出力がされました。
2×(3+√(0+√(10^12−√5) = 2005.999999998881

形式的には題意に適合していると思いますが、実質的には掟破りでしょうか。
総当りの方はプログラムの色々な穴を繕っている間に時間切れとなりました。

◆広島県 清川 育男 さんからの解答

sqrt((2005+1)^2-1/3)=2005.9999169

◆兵庫県の高校生 リストっち さんからの解答

√((1003*2)^2-1/5)=2005.9999501495507265535162601044・・・・

◆静岡県 medaka さんからの解答

sqrt( ( 2005 + 1 ) ** 2 + 1 - 3 ) = 2005.9995014954516...

◆岩手県 utu さんからの解答

数字の配置を変えないならば、

 2005+1−2^(−31)
=2006−4.6566E−10
=2005.99999999953433・・・
数字の配置を変えていいならば、
 1003*2−2^(−51)
=2006−4.44089E−16
=2005.999999999999999555910・・・
上の二つは2006から微小な数を引くパターンです。

2005に(1弱)を加えるパターンとして、

 2005+2^(−3^(−11))
=2005+0.999996087・・・
=2005.999996087・・・
なども見つけました。あまり優秀ではないですが・・・
1に収束させるほうが、0に収束させるのより難しい?


【問題3】

◆愛知県の中学校2年生 6番目の素数 さんからの解答

何個かの自然数で最小の数をnと置く。

したがって何個かの自然数の和は
n+n+1+n+2+n+3n+4・・・=an+a(a-1)/2=2006
(aは自然数)と表せることができる。

an+a(a-1)/2=2006 より
2an+a(a-1)=4012
2an+a~2-a=4012
a(2n+a-1)=4012

4012を素因数分解すると 4012=2*2*17*59 であるから、
aは2、4、17、34、59となる。

i)a=2のとき
a(2n+a-1)=4012にa=2を代入する。
2n=2005
n=1002.5
命題よりnは自然数となるので矛盾する。
ゆえに2個の自然数の和で表せない。

ii)a=4のとき
2n=1000
n=500

ゆえに500,501,502,503

iii)a=17のとき
2n=220
n=110

ゆえに110,111,112,113,114,115,116,117,118,119,120,121,122,123,124,125,126

iv)a=34のとき
nは自然数とならない。

v)a=59のとき
2n=10
n=5

ゆえに5,6,7,8,910,・・・・57,58,59,60,61,62,63

(答)

1. 500,501,502,503
2. 110,111,112,113,114,115,116,117,118,119,120,121,122,123,124,125,126
3. 5,6,7,8,910,・・・・57,58,59,60,61,62,63
◆香川県の中学校3年生 自称数学で5を連発中の男 さんからの解答

2006を連続する整数の和にするには

ある整数で割ってその整数が

偶数なら 〜〜.5 の形になる
奇数なら 整数になる

整数を見つければいいので、2006の約数を見つければよい
1・2・17・34・59・118・1003・2006

よって偶数で割って 〜〜.5 の形にするには
 4と68と236と4012がある

さらに奇数で割って 整数にするには
 17と59と1003がある 

よって

500〜503   (4個)   
110〜126   (17個)
5〜63      (59個)
−4〜63     (68個)
−109〜126  (236個)
−499〜503  (1003個)
−2005〜2006(4012個)
しかしこの問題は自然数(1以上の整数)という指定があるため
−4〜63     (68個)
−109〜126  (236個)
−499〜503  (1003個)
−2005〜2006(4012個)
は この問題に当てはまらない  よってこの答えは
500〜503 (4個)
110〜126 (17個)
5〜63    (59個) の三種類


これより下はさらに詳しい説明です

ある整数で割ってその整数が 偶数なら 〜〜.5 の形になる
奇数なら 整数になる 整数を見つければいいので・・・ なぜこうなるかというと      

奇数個の場合

ある連続する自然数の和を
・・・・・・・・・(□−2)+(□−1)+□+(□+1)+(□+2)・・・・・・・・・
(□は自然数)とします

□を真ん中にして考えるので 左右の数は同じです

+1−1 +2−2 ・・・・となり□だけがその奇数個残ります
よって □×奇数=2006 になる数
つまり 整数×奇数=2006 になる数を見つけていたんです

偶数個の場合  

ある連続する自然数の和を
・・・・・・(□−1.5)+(□−0.5)+(□+0.5)+(□+1.5)・・・・・・・
(□は〜〜.5)とします

(□−0.5)と(□+0.5)の間を真ん中にして考えるので 左右の数は同じです

+0.5−0.5 +1.5−1.5・・・・となり□だけがその偶数個残ります
よって □×偶数=2006 になる数
つまり 〜〜.5×偶数=2006 になる数を見つけていたんです

2006の約数は 1・2・17・34・59・118・1003・2006

この中で奇数はそのまま使うことができます
この中の偶数は2倍にして使うことができます
しかし1は 連続して・・・ という文があるので使えません
よって使えるのは
4 17 59 68 236 1003 4012
の7個です

A 2006を各数で割ります    B 各数を1引いて2で割ります
   2006÷4=501.5     (4−1)÷2=1.5   
   2006÷17=118      (17−1)÷2=8
   2006÷59=34       (59−1)÷2=29
   2006÷68=29.5     (68−1)÷2=33.5
   2006÷236=8.5     (236−1)÷2=117.5
   2006÷1003=2      (1003−1)÷2=501
   2006÷4012=0.5    (4012−1)÷2=2005.5

A−Bをします             A+Bをします    
   501.5−1.5=500    501.5+1.5=503    
   118−8=110        118+8=126
   34−29=5          34+29=63
  ×29.5−33.5=−4     29.5+33.5=63
  ×8.5−117.5=−109   8.5+117.5=126
  ×2−501=−499       2+501=503
  ×0.5−2005.5=−2005 0.5+2005.5=2006
自然数でないものは消えます

よって
 500〜503 (4個)
 110〜126 (17個)
 5〜63  (59個) の3種類になるのです

◆静岡県 medaka さんからの解答

(答え)
500〜503,110〜126,5〜63の3通り

(解法)
連続する数の始めをa、終りをbとすると、以下の式が成り立つ。
(a+b)(b−a+1)/2 = 2006

右辺を因数分解すると
(a+b)(b−a+1) 
=  4*17*59
=  4*1003
= 17*236
= 59*68

a,bは整数、かつ、(a+b)>(b−a+1)であるから、以下のいずれかの場合に限られる。

(1)4*1003のとき
a+b  = 1003
b−a+1= 4
これより、a=500,b=503を得る。

(2)17*236のとき
a+b  = 236
b−a+1= 17
これより、a=110,b=126を得る。

(3)59*68のとき
a+b  = 68
b−a+1= 59
これより、a=5,b=63を得る。

◆石川県 いくまる さんからの解答

nから連続するk個(k>2)の自然数の和は(2n+k-1)k/2であるから
(2n+k-1)k/2=2006
を満たす自然数n,kを求めればよい。

(2n+k-1)k = 2x2x17x59
と変形できて、(2n+k-1,k)の組み合わせを考えると

a. ともに自然数であること
b. どちらかが奇数でどちらかが偶数であること
c. 2n+k-1>kであること

は明らかであり、これを満たすのは

(2n+k-1,k) = (2x2x17, 59), (2x2x59, 17), (17x59, 2x2)

の4組であり、これを解くと、

(n,k) = (5, 59), (110, 17), (500, 4),

となる。求める自然数の組は、
5,6,7,‥‥,63
110,111,112,‥‥,126
500,501,502,503

の3組である。

◆神奈川県 Gaku さんからの解答

2006=500+501+502+503
2006=110+111+…+125+126
2006=5+6+…+62+63

「2006=2006」は題意を満たすが、問題の趣旨に反するので、何個かの自然数とは2個以上の自然数のことを指すとする。

「2006=n+(n+1)+…+(m-1)+m」が成り立つような2つの自然数「n<m」を探せばよい。

これは、等差数列の和だから、
右辺を計算して「2006=(m-n+1)(n+m)/2」となる。

このような「n,m」が存在したとき、
「(m-n+1)=N」「(n+m)=M」とおけば、
NとMはともに自然数で、「4012=NM」である。

ここで、「N+M=2m+1」だから、「N+M」は奇数、
すなわち、NかMのうち1つは奇数である。

4012を素因数に分解すると、「4012=2*2*17*59」が得られるので、
どちらかが奇数になるような4012の2つの自然数の積への分解は、
「4012=(2*2)*(17*59)=4*1003」
「4012=(2*2*17)*(59)=68*59」
「4012=(2*2*59)*(17)=236*17」
の3通りであることがただちに分かる。

このとき、「N-M=-2n+1<0」だから、「N<M」が分かり、NとMの候補は、
「N=4,M=1003」「N=59,M=68」「N=17,M=236」
の3組である。

「n=(M-N+1)/2,m=(N+M-1)/2」に代入すれば、
「n=500,m=503」「n=5,m=63」「n=110,m=126」が得られたので、これらが解である。

◆大阪府 IVRチーム さんからの解答

n+a-1
Σ
k=n
k=2006 とする

書き直すと
an+ a-1
Σ
k=1
k=2006 すなわち

an+ (a-1)a/2 =2006 となる。

左右を2倍して
2an+a2-a=4012
すなわち 2n + a - 1 = 4012/a となる

nとaは自然数なので、2n+a-1 は必ず自然数となる。
つまり4012/a が割り切れる数である。

これを満たすaの値は(2,4,17,34,59,118)となる。

このうち、上記の式が成り立つ(nが自然数となる)組み合わせは、
(a,n)=(4,500),(17,110),(59,5)の3通りとなる。

答え:500〜503、110〜126、5〜63 の3通りがある。

◆大阪府 こうじ さんからの解答

数aより連続するb個の整数の和が2006になるとすれば
その和は 
ba+b(b−1)/2=2006

b(2a+b−1)=4012=2×2×17×59

b、2a+b−1は,いずれも整数なので組み合わせは
2×2006,4×1003 17×236 34×118 68×59のいずれか
かつb2<(2a+b−1)=4012なので
b<63.34・・・

b=2の場合 (2a+1)=2006で成立しない
b=4の場合 2a+3=1003 でa=500
b=17の場合 2a+16=236 でa=110
b=34の場合 2a+33=118で成立しない
b=59の場合 2a+58=68でa=5

∴解は500、501、502、503の和
110から126までの和
5から63までの和 以上

◆岩手県 utu さんからの解答

初項をa、項数をnと置くと、末項は(a+n−1)

等差数列の和の公式により、
 {a+(a+n−1)}n/2=2006

整理すると、
 (2a+n−1)n=4012・・・・・(1)

ここで、4012を素因数分解すると、
  4012 = 2*2*17*59

また、
  nが奇数のときは、2a+n−1は偶数
  nが偶数のときは、2a+n−1は奇数

すなわち、一方は奇数で、もう一方は偶数

よって、(1)の左辺の積の候補は、

     4*1003
    68*  59
   236*  17
  4012*   1
あとは、上の候補をしらみつぶしに調べて、 これ以降は、負の数が含まれるので不適

よって、条件を満たすものは次の3通り

500+501+502+503
110+111+112+・・・+126
5+6+7+・・・+63

◆東京都 明 さんからの解答

初項がnでk個の連続する自然数の総和は
kn+k(k−1)/2=(2n+k−1)k/2

2006を素数の積で表すと2・17・59
よって (2n+k−1)k=2・2・17・59

2n+k−1≧kより  k^2≦4012
よって k≦63

また、kが偶数の場合は、(2n+k−1)は奇数になるため、2・2の因数はkに含まれなくてはなりません。

したがってkの取り得る値は、4,17,59のみ。

k=4のとき、 n=500
k=17のとき、n=110
k=59のとき、n=5

したがって、解は以下のとおりとなります。

500から連続4個
110から連続17個
5から連続59個

◆愛知県 Y.M.Ojisan さんからの解答

(1) 110+111+。。。+126

 (2) 5+6+。。。。。。。+63

 (3) 500+501+502+503

数列の項数が奇数である場合、
数列の中央をMとするとき 2006=M×奇数である。
一方素因数は、2006=2×17×59 である。
よって M=2、34、118,2006である。
このうち 自然数>0であることを満たし、複数項であるのは M=34、118の場合である。

数列の項数が偶数である場合、
数列の平均×2をM:奇数とするとき 2006=M×整数である。
素因数は、2006=2×17×59 である。
よって M=1、17、59,1003である。
このうち 自然数>0であることを満たし、複数項であるのは M=1003の場合である。


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