一橋大学2020年前期数学第1問(解答・解説)
(1)
10nを2020で割った余りを、小さいnから順に調べていきます。
101=10
102=100
103=1000
104=10000=2020×5−100(あと100あれば2020で割り切れる数)→2020−100=1920
105→(2020−100)×10=2020×10−1000(あと1000あれば2020で割り切れる数)→2020−1000=1020
106→1020×10=10200=2020×5+100→100
・・・・・・・・・・・・・・・・・
となり、最初が10で、2番目以降は100、1000、1920、1020の4個の数の繰り返しとなります。
10m+4(mは0以上の整数)
=10m×10000 ←小学生にとっては、100が分かりにくいかもしれませんが、101=10、102=100、103=1000、・・・というように、10をかける個数が1増えるごとに10倍になる、逆に考えると、10をかける個数が1減るごとに1/10倍になるから、100は101=10の1/10倍、つまり1となります。
=10m×(2020×5−100)
=10m×2020×5−10m+2
となるから、10m+4+10m+2は2020で割り切れ、2020で割った余りが、2番目以降、偶数番目は100、1920の2個の繰り返しとなり、奇数番目は1000、1020の2個の数の繰り返しとなることが確認できますね。
結局、10nを2020で割ったときの余りは次のようになります。
n=1のとき 10
n≧2のとき
nが4で割ると2余る数のとき、100
nが4で割ると3余る数のとき、1000
nが4で割りきれる数のとき、1920
nが4で割ると1余る数のとき、1020
10は4で割ると2余る数だから、答えは100となります。
なお、2020で割った余りを次のように書き出してもすぐに答えが求められます。
1
100、1000、1920、1020
100、1000、1920、1020
100
(2)
100桁の整数で各位の数の和が2となるものは、
100・・・000(0が99個)+10・・・0(0が0個以上99個以下のいずれか) ←100・・・000(0が99個)の数に1,10、100、1000、・・・100・・・000(0が99個)のいずれかを足すということです。
=1099+10k(kは0以上99以下の整数)
ですね。
99は4で割ると3余る数だから、1099を2020で割った余りは1000となり、条件より、10kを2020で割った余りは1020となり、kは4で割ると1余る数(ただし、1は除きます)となります。
0以上99以下の整数(100個の整数)の中に4で割ると1余る数は25個ありますが、1は除外されるから、答えは24個となります。