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70以上 90以下の2個以上の異なる自然数の和で表される数の個数は?
89+90<200 ,70+71+72>200 なので、200は この条件では表すことができません。 70+71+72+87 と表される 300のような自然数が何個あるかを求める問題です。 解答
上記サイト https://okayadokary.blog.fc2.com/blog-entry-3563.html より Orz〜
最小数は 70+71=141 、最大数は 70+71+72+……+90=1680 で、
141以上 1680以下で、2個以上の異なる自然数の和で表されない数の個数を減じます。 例えば、4個の和で表される最小数は 70+71+72+73=286 、最大数は 87+88+89+90=354 で、 70+71+72+d (d=73,74,……,90) ,70+71+c+90 (c=72,73,……,89) , 70+b+89+90 (b=71,72,……,88) ,a+88+89+90 (a=70,71,……,87) を考えれば、 4個の和で 286 から 354 までのすべての自然数が表されることが分かります。 同様に、k個の自然数の和の場合は、 最小数の 70k+(k−1)k/2 から 最大数の 90k−(k−1)k/2 までのすべての自然数が表されます。 (k+1)個の自然数の和の最小数は 70(k+1)+k(k+1)/2 ですので、 70(k+1)+k(k+1)/2>90k−(k−1)k/2+1 のとき、その間の自然数は和で表されません。 左辺から右辺を減じると、k2−20k+69 で、この値が正のとき表されない自然数の個数です。 k2−20k+69=(k−10)2−31>0 のとき、|k−10|≧6 、 また、2≦k≦20 だから、k=2,3,4,16,17,18,19,20 です。 (2−10)2+(3−10)2+(4−10)2+(16−10)2+(17−10)2+(18−10)2+(19−10)2+(20−10)2−31・8=231 、 141 から 1680 のうち和で表されない数が 231個だから、求める個数は 1680−140−231=1309 です。 [参考] たけちゃんさんのコメントを参考に 70 から 90 までの 21 個の数の総和は 70+71+72+……+90=1680 ですので、 k個の数の和でnが表せるか否か と (21−k)個の数の和で(1680−n)が表せるか否かは 一致します。 840以下で表されるのが 840を含めて 644 個であることを確認すれば、 840以上で19個以内の和で表されるのも 644 個であり、 19個以内の和で表されるのは 644・2−1=1287 個になります。 20個の和で表されるのは 1840−90,1840−89,……,1840−70 の 21個、 21個の和で表されるのは 1840 の 1個だから、1287+21+1=1309 個です。 *いまだにピンと来ないわたしだす ^^;;
・友人からのもの...
最小は70+71=141 最大は70+71+……..+90=1680でこの間の整数は1680-140=1540個
これから問題のようにして表せない数を引き算する。
とる数によって分ける。例えば4個とると、70〜73から87~90の21C4通りを
辞書順にとっていくと求める和は1ずつ増える、途中で何回か逆戻りするが、増えるのは1ずつ
である。よって70+71+72+73=286から87+88+89+90=354まですべての整数
が出そろう。k個とるときの最小値をm(k)、最大値をM(k)とすると
M(k)<m(k+1)のとき、この間の数が表せないことになる
m(2)=141 M(2)=179
m(3)=213 M(3)=267
m(4)=286 M(4)=354
m(5)=360 M(5)=440
m(6)=435 M(6)=525
m(7)=511 M(7)=609
m(8)=588 M(8)=692
m(9)=666 M(9)=774
m(10)=745 M(10)=855
m(11)=825 M(11)=935
m(12)=906 M(12)=1014
m(13)=988 M(13)=1092
m(14)=1071 M(14)=1169
m(15)=1155 M(15)=1245
m(16)=1240 M(16)=1320
m(17)=1326 M(17)=1394
m(18)=1413 M(18)=1467
m(19)=1501 M(19)=1539
m(20)=1590 M(20)=1610
m(21)=1680 M(21)=1680
となり、表せない数の個数は
(212-179)+(285-267)+(359-354)+(1325-1320)+(1412-1394)+
(1500-1467)+(1589-1539)+(1679-1610)=231
よって1540-231=1309個
計算でいくとm(k)=k^2/2+139k/2 M(k)=-k^2/2+181k/2となり
m(k+1)>M(k) となるkはk=2,3,4,16,17,18,19 で
上のようになる。 |

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