(解答)
9 4 1 6 4 9 6 1 6 1 4 9 1 6 9 4 3 5 7 3 5 7 7 5 3 7 5 3 8 2 8 2 2 8 2 8 0 0 0 0
8 3 2 7 3 8 7 2 7 2 3 8 2 7 8 3 1 5 9 1 5 9 9 5 1 9 5 1 6 4 6 4 4 6 4 6 0 0 0 0
(実質的には2通りですが、並べ替えで8通りになります)
(解き方)
まず、1列目の4つの数字をA,B,C,Dとします。すると、
A B C D A+B B+C C+D A+2B+C B+2C+D A+3B+3C+D
のそれぞれを、10で割った余りの数字が、それぞれの場所に入ります。
10個の数字は、0~9がそれぞれ1個ずつなので、その総和は45。これを10で割った余りは5。
これらのことから、4A+9B+9C+4Dを10で割った余りは、5。
また、0は何を足しても、元の数字と答えが同じになってしまうので、先頭以外に置くことはできません。したがって、先頭の数字は0で、
A+3B+3C+Dを10で割った余りも、0。
すると、これを3倍した
3A+9B+9C+3Dを10で割った余りも、0。
式同士引き算すると、A+Dを10で割った余りは、5。
また、3B+3Cを10で割った余りも、5。
10で割った余りが5で、3の倍数になるのは、15,45,75…で、これらを3で割ると、5,15,25…と、やはり10で割った余りが、5になります。(数学的にも証明できますが、省略します。)
したがって、B+Cを10で割った余りは、5。
すると、ピンの並びの数式は、AとBだけを使って、次のように書き換えられます。
A B 5ーB 5ーA A+B 5 10ーAーB A+B+5 15ーAーB 0
それぞれの式の意味は、答えが0以上なら10で割った余り、0未満なら答えに10を加えた数字です。
次に、AとBの関係を調べるために、ーA(=10ーA)がどこにあるのかを考えます。
もし下から2段目にあるとすると、下から2段目のもう一つの数字を加えた結果が0にならなければならないので、もう一つの数字はA自身になってしまいます。したがって、下から2段目には、ーAはありません。
また、上から2段目の左右の数字を加えた結果は、上の図を見ておわかりの通り、やはり10で割った余りが0になりますので、その一方がーAであれば、他方がA自身になってしまいます。したがって、これも×です。
その結果、ーAは、必ず一番上の段になければならないことがわかります。
しかし、B=ーAだとすると、上から2段目の左の数が0になるので×。
また、A+D=5なので、DもーAではありません。
したがって、5ーB=ーA=10ーAでなければならないことがわかります。
AとBは交換可能ですから、A>Bとすると、AーB=5。
これを満たす組み合わせは、
(A,B)=(9,4)、(8,3)、(7,2)、(6,1)
の4つのいずれか。
ここで、(9,4)と(6,1)、(8,3)と(7,2)の組み合わせは、Aと5ーA、Bと5ーBの位置が入れ替わっているだけで、実質的には同じものです。
したがって、正解は、(A,B)=(9,4)、(8,3)から得られる2通りとなります。
【正解者数】
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【正解者一覧】
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