問題5264(友人問)
正の整数nに対して、nの正の約数の総和をS(n)で表す。
このとき、S(6n)>=12S(n)を満たす3桁の正の整数nは何個あるか。
解答
・わたしの...
n=2^a*3^b*5^c*7^d*11^e*...
S(n)=(1+2+2^2+...+2^a)(1+3+3^2+...+3^b)...
S(6n)=S(2^(a+1)*3^(b+1)*5^c*...)=(1+2+2^2+...+2^a+2^(a+1))(1+3+3^2+...+3^b+3^(b+1))...
(2^(a+1)-1)*((3^(b+1)-1)/2)>=12
(2^m-1)(3^k-1)>=24
2^m-1=1,3,7,15,31,63,127,255,511
3^k-1=2,8,26,80, 242,728
これらの積で条件を満たすものは...
1x26,80,242,728
3x8,26,80,242
7x8,26,80
15x2,8,26
31x2,8
63x2,8
127x2
255x2
このなかで、3桁であるような 5^p,7^q,11^r,...らの積のものを考えればいいはず...
今はここまで...もう眠い...Zzzz...Orz...
↑
またまたまた間違ってた...^^;;;...Orz〜
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鍵コメ様からのもの Orz〜
「(2^(a+1)-1)*((3^(b+1)-1)/2)>=12」のところが変だと思います.
(2^(a+2)-1)*(3^(b+2)-1)/2>=12*(2^(a+1)-1)*(3^(b+1)-1)/2
となるはずで,ここで,2^a=A,3^b=Bとおけば,
(4A-1)(9B-1)>=12(2A-1)(3B-1)
36AB-20A-27B+11<=0
(36B-20)A+(-27B+11)<=0
となり,A>=1,B>=1なので,
(36B-20)A+(-27B+11)>=(36B-20)・1+(-27B+11)=9B-9>=0.
これより,A=B=1が得られます.
実は,6nの約数はすべて,(6の約数)*(nの約数)の形に表され,
S(6)=12 より,S(6n)<=12S(n) …[*]です.
ここで,6とnが互いに素でない場合,その最大公約数gは,
「6の約数1とnの約数gの積」とも「6の約数gとnの約数1の積」とも表され,
[*] の等号は成り立たなくなります.
よって,S(6n)>=12S(n)となるのは,
nが6と互いに素の場合に限定されます。
↑
後半部の詳しい解説を頂戴しました〜m(_ _)m〜☆
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例えば,n=35のときについて,
35の約数は「1,5,7,35」であり,
6*35 の約数は,「1,5,7,35」に加えて,
2倍した「2,10,14,70」,3倍した「3,15,21,105」,6倍した「6,30,42,210」
があるので,
S(6*35)=S(35)+2S(35)+3S(35)+6S(35)=12S(35)
となります.
一方,n=10 のときについて,
10の約数は「1,2,5,10」であり,
6*10 の約数は「1,2,5,10」以外に,
2倍した「2,4,10,20」,3倍した「3,6,15,30」,6倍した「6,12,30,60」
が考えられますが,見ての通り,重複があるので,
S(6*10)<12S(10)
となります.
重複があるのは,nと6が互いに素でないときですね.
*そっかぁ〜♪...鈍いわたしにも了解できました ^^;v...Orz〜
*たしかに...抜けてましたぁ...^^;
途中の式変形も巧みの技ね☆
A=B=1 つまり...n は2,3を素因数にもたないってことから求めてみます...^^
(999-99)/2=450
(999-99)/3=300
(999-99)/6=150
けっきょく...
450+300-150=600
(999-99)-600=300
ってなるんだ!!
*最初に答を頂いた鍵コメ様の通りになりました〜m(_ _)m〜
友人からの解答を送ってもらいますね ^^v