・最大値の組合せ                        GAI 氏

 計算機に頼りたいが頼れない条件での問題です。

 正整数nの各桁の和をS(n)で表す。今、各3桁の正整数 a、b、c が、a+b+c=2014 を満た
しながら動くときの S(a)+S(b)+S(c) の取り得る最大値をMとする。

 このとき、S(a)+S(b)+S(c)=M となるような組(a,b,c)は何通りあるか?ただし、3つの数の
並ぶ順番が異なる組は区別して数える。

 ちょっとした計算能力を持つ計算ソフトでは全検索をかけることで答えは見つけられると思
いますが、ここでは純粋に論理の構成により答えに迫って欲しい。

 なお、答えは、20000以上になりますから、全部を計算機なしで拾い集めることはほぼ不可
能だと思います。


(コメント) 各3桁の正整数 a、b、c が、a+b+c=303 を満たしながら動くとき、(a,b,c)の組
      合せは、3つの数の並ぶ順番が異なる組は区別して数えるので、

  (a,b,c)=(103,100,100)、(102,101,100)、(102,100,101)、(101,102,100)、
        (101,101,101)、(101,100,102)、(100,103,100)、(100,102,101)、
        (100,101,102)、(100,100,103)
                              の10通り
 このとき、S(a)+S(b)+S(c)の値は全て 6 となり、M=6 となる場合の数は、10通り。

 このような計算を、a+b+c=2014 を満たす全てに対して実行するんですね!大変そう...。

。の S(a)+S(b)+S(c)

 らすかるさんからのコメントです。(平成26年7月31日付け)

 3数の合計が 2014 だから、3数の一の位の合計は、4 か 14 か 24。

一の位の合計が4の場合

 3数の一の位を削除した数の合計が 201 だから、3数の十の位の合計は、1 か 11 か 21。

  十の位の合計が 1 の場合

   3数の十の位以下を削除した数の合計が 20 だから、3数の百の位の合計は、
   0 か 10 か 20。

    百の位の合計が 0 の場合

     3数の百の位以下を削除した数の合計は、2。

 上の場合を、(4,1,0,2) のように書くことにして全ての場合を列挙すると、

  (4,1,0,2)、(4,1,10,1)、(4,1,20,0)、(4,11,9,1)、(4,11,19,0)、(4,21,8,1)、(4,21,18,0)、(14,0,0,2)、
  (14,0,10,1)、(14,0,20,0)、(14,10,9,1)、(14,10,19,0)、(14,20,8,1)、(14,20,18,0)、(24,9,9,1)、
  (24,9,19,0)、(24,19,8,1)、(24,19,18,0)

 それぞれの4数を合計すると、結果は順に、

   7、16、25、25、34、34、43、16、25、34、34、43、43、52、43、52、52、61

 よって、M=61 であり、

 3数の一の位の和は24 、3数の十の位の和は19 、3数の百の位の和は18

と決まる。

 足して、24 になる3数の組合せは、(6,9,9)、(7,8,9)、(8,8,8) の3通りで、順番を考慮すると、

  3+6+1=10(通り)

 足して、19 になる3数の組合せは、

  (1,9,9)、(2,8,9)、(3,7,9)、(3,8,8)、(4,6,9)、(4,7,8)、(5,5,9)、(5,6,8)、(5,7,7)、(6,6,7)

の10通りで、順番を考慮すると、 3*5+6*5=45(通り)

 足して、18 になる3数の組合せは、

(0,9,9)、(1,8,9)、(2,7,9)、(2,8,8)、(3,6,9)、(3,7,8)、(4,5,9)、(4,6,8)、(4,7,7)、(5,5,8)、(5,6,7)、(6,6,6)

の12通りで、順番を考慮すると、 3*4+6*7+1=55(通り)

 よって、全部で、 10*45*55=24750(通り)。

※ 全部を計算機なしで拾い集めることはほぼ不可能だと思うとのことですが、各桁の組合
 せが上のように分かっていますので、時間はかかりますが、24750通り書くのは単純作業
 で出来ますね。


 GAI さんからのコメントです。(平成26年7月31日付け)

 ここは、(0,9,9) が入ると、最初の条件「3つの3桁の数 a、b、c」に反することになりますか
ら、この組合せは外すことになり、55-3=52(通り)で、全部では、10*45*52=23400(通り)で
はないでしょうか。


 らすかるさんからのコメントです。(平成26年7月31日付け)

 てっきり、「3つの正整数 a、b、c」と思い込んでいました。「3桁の数 a、b、c」ならば、前半
も、もう少し短くなりますね。



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