筑波大学附属駒場中学校23年第1問(解答・解説)

(1)
たかし君が取ったカードは3か5の倍数のカードとなります。
[〇]は〇を超えない最大の整数を表すものとします。
たかし君が取ったカードは
  [2023/3]+[2023/5]−[2023/15] ←ヴェン図をかくまでもないでしょう。
 =674+404−134
 =944枚
となります。
(2)
3の倍数は3個ごと、5の倍数は5個ごとに現れるので、15(3と5の最小公倍数)個だけ調べれば、あとは同様の繰り返しとなります。
たかし君が取らなかったカードに〇をつけると、次のようになります。
  @A3C56FG910J12LM15
  ・・・・・・・・・・・・・・・
15枚のカードを1セットと考えると、1セットのうちたかし君が取らなかったカードは8枚あり、1セット目のその和は(1+14)×8/2=60となり、2セット目以降は15×8=120ずつ増えていきます。 ←1セット目の和は倍数の対称性を利用して求めました。
100÷15=6・・・10だから、求める和は
  {60+(60+120×5)}×6×1/2+91+92+94+97+98 ←6セット目までの部分は等差数列の和の公式((はじめの数+最後の数)×個数×1/2)を利用しました。また、半端の10個のところは1セット目の10個目までの数のうち〇のついた数字に15×6=90をを足せばいいですね。
 =2160+500−(9+8+6+3+2) ←100に近い数を100と考え、多い部分を取り除きました。〜まず大雑把に考え、あとで調整!
 =2632
となります。
(3)
1セット目から□セット目までの、たかし君が取らなかった数の和は
  [60+{60+120×(□ー1)]×□×1/2
 =120×□×□×1/2 ←[ ]の中の計算は分配法則を利用すれば簡単にできますね。
 =60×□×□ 倍数の対称性を利用すると、(1+15×□−1)×(8×□)/2となります。
これが7777ぐらになる□を求めます。7777ぐらいの60の倍数として7800(=60×130)を思い浮かべると、□×□は130より少し小さい数であることがわかります。
11×11=121、12×12=144だから、□=11の場合で計算してみると
  60×121
 =7260
となり、あと7777−7260=517必要となることが分かります。
12セット目の数を小さい方から順に書き出していると、
  1+15×11=166、2+15×11=167、4+15×11=169、7+15×11=172・・・
となり、166+167+169<517<166+167+169+172となるから、172を足したときはじめて7777を超えることが分かります。
したがって、求める数は172となります。

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