九州大学2017年前期文系数学第4問(解答・解説)
(1)
まず、225を素因数分解します。
225=15×15=3×3×5×5となります。 ←15×15=225は覚えておきましょう。
2+0+1+7=10は3で割り切れず、7は5で割り切れないので、2017と225の最大公約数は1となります。
なお、2017年の受験生であれば、2017が素数であることぐらいは覚えているはずなので、225と2017の最大公約数が1であることは、一瞬で求められるはずです。
(2)
条件を満たすものは、15×○(ただし、○は3でも5でも割り切れない数)と表される数になります。
2017/15
=134.・・・
だから、○は1以上134以下の整数のとなります。←上限チェック・下限チェック!
結局のところ、1以上134以下の整数のうち、3でも5でも割り切れないものの個数を求めればよいことになります。
135を入れても最終的には取り除かれて答えには影響しないので、1以上135以下の整数で考えます。
求める個数は
1以上135以下の整数の個数−(3の倍数の個数+5の倍数の個数−15の倍数の個数) ←わかりにくければ、ヴェン図をかいて考えるとよいでしょう。
=135−([135/3]+[135/5]−[135/15]) ←[x]はxを超えない最大の整数を表します(ガウス記号)。例えば、[3.2]=3、[4]=4となります。134までなく、3でも5でも割り切れる135まで考えているので、実際には、ガウス記号は不要です。
=135−(45+27−9)
=72個
となります。
(3)
まず、1998を素因数分解します。
1998=2×999=2×3×3×111=2×3×3×3×37 ←3×37=111は覚えておきましょう。
(2)の72個の整数うち、37の倍数となるもの(ただし、除外されるものあり)の個数を求めればいいですね。
15×37=5×3×37=5×111=555だから、書き出したほうがはやいでしょう。 ←555×△(△は2でも3でも5でも割り切れない数)になりますが、この程度の問題ではそこまで考えなくてもいいでしょう。
555×1=555○
555×2=1110× ←1998との最大公約数が222となります。
555×3=1665× ←225との最大公約数が45となり、(2)の条件すら満たしません。
555×4以上>2017×
したがって、求める数は555だけとなります。 ←東大などの問題でもそうですが、数学ではすべて求めるのが当たり前なのに、問題文にわざわざ「すべて」とつけて、答えが1個となるのがいやらしいですね!