問題7737・・・やどかりさんのブログ
http://blogs.yahoo.co.jp/oka_yadokary/34703920.html より Orz〜
‖1/6,2/6,3/6‖4/6,5/6,6/6,7/6,8/6‖9/6,10/6,11/6‖12/6‖13/6,14/6,15/6‖16/6,……
は、(自然数)/6 の形の数を小さい順に並べたものに対して、
1/6 の手前にまず「‖」を入れ、1/6 からの和が初めて自然数になる 3/6 の後に「‖」を入れ、
「‖」の次の数からの和が初めて自然数になる数の後に「‖」を入れ、……
を繰り返したもので、「‖」の間の和は順に 1,5,5,2,7,…… となります。
この自然数の並びを数列と見なすとき、初項から第32項までの最大の値は?
また、初項から第32項までの和は?
ただし、「和」については、数が1個だけでも「和」と見なすことにします。
解答
[解答1]
‖1/6,2/6,3/6‖4/6,5/6,6/6,7/6,8/6‖9/6,10/6,11/6‖12/6‖ の 12個を1組とすれば、
その和は 1,5,5,2 であり、
次の ‖13/6,14/6,15/6‖16/6,……,23/6‖24/6‖ は それぞれの分数が2だけ大きいので、
その和は 1+2・3,5+2・5,5+2・3,2+2 、すなわち 7,15,11,4 です。
よって、k=0,1,2,…… として、 1+6k,5+10k,5+6k,2+2k が続くことになり、
初項から第32項まででは k=0,1,2,……,7 なので、最大の数は 5+10・7=75 です。
また、4項の和は (1+6k)+(5+10k)+(5+6k)+(2+2k)=13+24k なので、
初項から第32項までの和は 13・8+24(0+1+2+……+7)=776 です。
[解答2]
まず、1/6+2/6+3/6+……+N/6=N(N+1)/12 になります。
N(N+1)/12 が自然数になるのは、次の2つの場合です。
N,N+1 のいずれかが 3の奇数倍で他方が4の倍数( N≡3 (mod 12) または N+1≡9 (mod 12) ) ,
N,N+1 のいずれかが 12の倍数の場合( N≡0 (mod 12) または N+1≡0 (mod 12) ) .
自然数 k を用いて、前者は n=12k−9,n=12k−4 、後者は n=12k−1,n=12k の形で表されます。
また、N(N+1)/12 の直前に自然数になるものを n(n+1)/12 として差をとれば、
N(N+1)/12−n(n+1)/12=(N−n)(N+n+1)/12 です。
N=12k−9,n=12(k−1) のとき (N−n)(N+n+1)/12=3(24k−20)/12=6k−5 、
N=12k−4,n=12k−9 のとき (N−n)(N+n+1)/12=5(24k−12)/12=10k−5 、
N=12k−1,n=12k−4 のとき (N−n)(N+n+1)/12=3(24k−4)/12=6k−1 、
N=12k,n=12k−1 のとき (N−n)(N+n+1)/12=1・24k/12=2k です。
(6k−5,10k−5,6k−1,2k) に、k=1,2,3,4,…… と代入したものが求める数列で、
(1,5,5,2),(7,15,11,4),(13,25,17,6),(19,35,23,8),…… が得られます。
第32項までの最大の値は k=8 のときの 10k−5 で、10k−5=75 です。
また、第32項までの和は k=8,N=12k=96 のときの N(N+1)/12 で、N(N+1)/12=776 です。
[参考]
この数列の第n項は {3−in−(−i)n}{6n+in+1+(−i)n+1}/12 で表されます。
第30項は {3−i30−(−i)30}{6・30+i31+(−i)31}/12=(3+1+1)(180−i+i)/12=75 です。
*[解法1]が自然な発想でしたねぇ♪
わたしゃ…[解法2]のようなことで書き出すという手法しか思いつけず…^^;
n(n+1) が12の倍数になる場合(小さい方をnとして)を数え上げましたぁ…^^;....
(n,合計,差)=(3,1,1),(8,6,5),(11,11,5),(12,13,2),(15,20,7),(20,35,15),(23,46,11),(24,50,4),
(27,63,13),(32,88,25),(35,105,23),(36,111,6),(39,130,19),(44,165,35),(47,188,23),
(48,196,8),(51,221,25),(57,266,45),(59,295,29),(60,305,10),(63,336,31),(68,391,55),
(71,426,35),(72,438,12),(75,475,37),(80,540,65),(83,581,41),(84,595,14),(87,638,43),
(92,713,75),(95,760,47),(96,776,16)
けっきょく…32項までの和=776, それまでの項の最大=75
(このとき…(88+89+90+91+92)/6=75)
・友人のもの…
4番目で12/6と1個になっている。だから、余りが0になったようなもので、
12/6=2づつ増えるのを除けば(合同式のように)、4つの群の繰り返しになる。
よって、32/4=8群あり、2番目が5項で多いから、最大値は5+2*5*7=75
第1群の和は13だから32項までの和は13+7*24=776
*すぐ解読できなかったりする…^^;