1!=1、2!=2、3!=6、4!=24、5!=120、6!=720、7!=5040、
8!=40320、9!=362880、10!=3628800、11!=39916800、・・・
と取り留めのない計算を続けていくと、100!を計算したときに、そこに現れる数字の分布
がどうなるか大いに気になるところである。そこで調査したところ、
100!=93,326,215,443,944,152,681,699,238,856,266,700,490,715,968,264,381,621,468,592,
963,895,217,599,993,229,915,608,941,463,976,156,518,286,253,697,920,827,223,758,
251,185,210,916,864,000,000,000,000,000,000,000,000
から、次のような結果を得た。
数字 | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
出現回数 | 30 | 15 | 19 | 10 | 10 | 14 | 19 | 7 | 14 | 20 |
この調査から、100!は、158桁の数であることも分かる。
また、100÷5=20、100÷25=4 から、100!は末尾に「0」が24個続く数で、それ
以外で残り6個が途中に出現することも分かる。
ところで、100桁絡みの問題が、京都大学前期文系(2017)で出題された。問題レベルは
「やや難」とのことである。
京都大学前期文系(2017)
次の問に答えよ。ただし、0.3010<log10 2<0.3011 であることは用いてよい。
(1) 100桁以下の自然数で、2以外の素因数を持たないものの個数を求めよ。
(2) 100桁の自然数で、2と5以外の素因数を持たないものの個数を求めよ。
以下では、「1=20」と考えて、1も問題の条件を満たすものと考えるのでしょうね!
(解)(1) 条件を満たす数は、2n (nは0以上の整数)の形で、 1≦2n<10100 を満た
すものの個数を求めればよい。
両辺の常用対数をとって、 0≦n・log10 2<100
0.3010<log10 2<0.3011 より、
100/0.3011<100/log10 2<100/0.3010
100/0.3011=332.11557・・・ 、100/0.3010=332.2591・・・ なので、
0≦n≦332 となり、求める個数は、 333個 である。
(2) 条件を満たす数は、2n5m (n、mは0以上の整数)の形で、 1≦2n5m<10100
を満たすものの個数を求めればよい。
まず、(1)と同様にして、1≦5m<10100 を満たすものの個数を求める。
両辺の常用対数をとって、 0≦m・log10 5<100
ここで、log10 5=1−log10 2 より、 0.6989<log10 5<0.6990 なので、
100/0.6989<100/log10 2<100/0.6990
100/0.6989=143.08198・・・ 、100/0.6990=143.06151・・・ なので、
0≦m≦143 となり、100桁以下の自然数で5以外の素因数を持たないものの個数は、
144個 である。
2n5m (n、mは0以上の整数)の形の数は、2nまたは5mで括ることにより、100桁以下
の自然数で、2または5以外の素因数を持たないようにできる。
よって、求める個数は、 333+144−1=476(個) である。 (終)