東大寺学園中学校2025年算数第5問(解答・解説)
(1)
まず、12を素因数分解します。
12=2×2×3ですね。
次に、1を使わずに、12を2数の積、3数の積で表します。 ←4数の積にできないことは、素因数分解の結果から明らかですね。なお、(2)の解法のように素因数の割り振りを考えて解くこともできますが、この問題ではそこまでする必要はないでしょう。
2×6(2数の和は8)
3×4(2数の和は7)
2×2×3(3数の和は7)
積に影響を与えない1をいくつか加えて和が12となるように調整します。
答えは下のようになります。
1、1、1、1、2、6
1、1、1、1、1、3、4
1、1、1、1、1、2、2、3
(2)
(1)からわかるように、積の組合せが決まれば、1の数をうまく加えることで条件を満たすものができますね。
まず、210を素因数分解します。
210=21×10=2×3×5×7ですね。 ←「九九の逆」を用いて素早く素因数分解するのがポイントです。
素因数2、3、5、7の割り振りを考えます。
(あ)素因数を4つに分ける場合
(い)素因数を3つに分ける場合
(う)素因数を2つに分ける場合
(え)素因数を1つに「分ける」場合 ←(2)では不要ですが、(3)では必要となります。
(あ)の場合
1通りありますね。
(い)の場合
どの2つの素因数を1つの数とするかで(4×3)/(2×1)=6通りあります。
(う)の場合
素因数を1個と3個に分ける場合、どの素因数を1個とするかで4通りあります。
素因数を2個ずつに分ける場合、特定の素因数(例えば2)に着目して、この2とペアをなす素因数が何通りあるか考えればよく、3通りあります。 ←(4×3)/(2×1)×1/2=3通りとしてもよいでしょう(素因数4個から2個選び、重複度で割ります)。
(え)の場合
1通りあります(ただし、(2)では考えません)。
(あ)、(い)、(う)より、条件を満たす数の組は全部で
1+6+4+3
=14通り
あります。
(3)
(2)同様、素因数の割り振りを考えても解けますが、2310=210×11であることに着目して、(2)を利用して解きます。
(あ)の場合の素因数11の割り振り方は4+1(素因数11が独立の場合の1通りに注意)=5通りあるから、この場合は1×5=5通りあります。
(い)の場合の素因数11の割り振り方は3+1(素因数11が独立の場合の1通りに注意)=4通りあるから、この場合は6×4=24通りあります。
(う)の場合の素因数11の割り振り方は2+1(素因数11が独立の場合の1通りに注意)=3通りあるから、この場合は(4+3)×3=21通りあります。
(え)の場合の素因数11の割り振り方は1通り(素因数11が独立の場合の1通りだけであることに注意)あるから、この場合は1×1=1通りあります。
したがって、条件を満たす数の組は全部で
5+24+21+1
=51通り
あります。