倍数問題2
次の空所には、0 から 9 までの数が、1つずつ全て入る。
このとき出来る10桁の整数が、2〜18 の何れでも割り切れるようにするには、どのように
入れたらいいだろうか?
(答)
2、3、4=22、5、6=2×3、7、8=23、9=32、10=2×5、11、12=22×3、13、
14=2×7、15=3×5、16=24、17、18=2×32 なので、2〜18 の何れでも割り
切れるようにするためには、
24×32×5×7×11×13×17=12252240
で割り切れなければならない。
このとき、 12252240×199=2438195760 を得る。
同様の性質を持つ数として、
4753869120
がある。これらが、2〜18 の倍数であることを確認する方法は、こちらを参照のこと。
例えば、上記の「2438195760」については、次のようにして確かめられる。
2、4、5、10 の倍数であることは明らか。
2+4+3+8+1+9+5+7+6+0=45 なので、3、9 の倍数である。
したがって、6、12、15、18 の倍数となる。
よって、残りの 7、8、11、13、14、16、17 の倍数になるかどうかを調べればよい。
7 の倍数であること : 2−438+195−760=−1001=7×(−143)
より、7 の倍数である。
したがって、14 の倍数であることもいえる。
8 の倍数であること : 0/2=0 を6に加えた数を2で割ると、3。これを7に加えて10
これは、偶数なので、8の倍数となる。
(760/8=95 より、8の倍数とした方がいいですね!)
11 の倍数であること : 2−4+3−8+1−9+5−7+6−0=17−28=−11
より、11 の倍数である。
13 の倍数であること : 2−438+195−760=−1001=13×(−77)
より、13 の倍数である。
16 の倍数であること : 5760/2=2880=8×360 より、16
の倍数である。
17 の倍数であること : 60×1−57×2+19×4−38×8+24×16
=60−114+76−304+384
=520−418
=102
=17×6
より、17 の倍数である。
以上から、2438195760 は、2〜18 の倍数である。
果たして10桁の数で、このような性質を持つ数は、上記の2個しかないのであろうか?
これは、私はもちろんのこと、読者の方のための研究課題としておこう。
(追記) 上記では、皆さんの研究課題としましたが、少し時間に余裕が出てきたので、
コンピュータに計算させてみたところ、所要の性質を持つ数は、
2438195760 4753869120
以外に、次の2つの数
3785942160 4876391520
も該当することが判明しました。性質を満たす数はこの4個だけです。
冒頭の問題では、10桁の整数で、2〜18 の何れでも割り切れる数を探すものでしたが、
この問題を当HPがいつもお世話になっているHN「よおすけ」さんが一般化されました。
(平成28年8月27日付け)
各位の異なる10桁の整数があります。この10桁の整数が2〜nのいずれでも割り切れるよ
うにします。その整数nの最大値とそのときの10桁の整数を求めなさい。
らすかるさんからのコメントです。(平成28年8月27日付け)
nの最大値は18で、10桁の整数は、2438195760、3785942160、4753869120、4876391520
の4通りだと思います。
(コメント) 冒頭の問題の「2〜18の何れでも割り切れる」という条件が、ギリギリの限界値
だったということがよく分かりました。
GAI さんからのコメントです。(平成28年8月29日付け)
よおすけさんの問題が面白かったので、少し改変して
各位の数に0〜9がそれぞれちょうど2度ずつ現れる20桁の整数があります。この20桁の
整数が2〜nのいずれでも割り切れるようにします。その整数nの最大値とそのときの20桁の
整数を求めて下さい。
らすかるさんからのコメントです。(平成28年8月29日付け)
nの最大値は40で、20桁の整数は、11978852326735694400 と 14281655784729933600 の
2通りだと思います。
GAI さんからのコメントです。(平成28年8月29日付け)
さすが、らすかるさん!いち早く正解を出されます。ところで、0〜9が全て3度出現する30桁
に挑戦していたんですが、余りに計算範囲が広がってしまうので未だ見つけられずにいます。
もしよければ教えて下さい。
らすかるさんからのコメントです。(平成28年8月29日付け)
0〜9が3回ずつ出現する30桁の数では、nの最大値は60で以下の5個です。
145612640987942683537915732800 、735980516778336415989224421600
750216172948394169357865324800 911663437613582849495072572800
951753913839266257041748826400
ちなみに、
0〜9が4回ずつ出現する40桁の数では、nの最大値は82で次の1個
2946583679438778553538017241194216209600
0〜9が5回ずつ出現する50桁の数では、nの最大値は102で以下の39個
0〜9が6回ずつ出現する60桁の数では、nの最大値は130で次の1個
809985429455538996760313811744526987724237861766304511232000
0〜9が7回ずつ出現する70桁の数では、nの最大値は150で以下の2個
1128165664948506404359662871957398289718947037287634952354071325312000
4837882392173610497062958406952119175826419633567328771936044845552000
まだまだいくらでもいけますが、きりがないのでここらへんでやめておきます。