すべて異なる9つの整数を3行×3列に並べ、縦、横、対角線のどの列をとっても、3つの数字を掛け合わせた積が、すべて1000になるような、「積の魔方陣」を作ってください。
ただし、9つの数のうちの最小の数字は最上段(次のA,B,Cのいずれかの位置)に、最大の数字は最下段(G,H,Iのいずれかの位置)に配置し、かつ、A<Cでなければならないものとします。
A B C
D E F
G H I
ヒント:
まず、1000の約数をすべて書き出してみることです
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すべて異なる9つの整数を3行×3列に並べ、縦、横、対角線のどの列をとっても、3つの数字を掛け合わせた積が、すべて1000になるような、「積の魔方陣」を作ってください。
ただし、9つの数のうちの最小の数字は最上段(次のA,B,Cのいずれかの位置)に、最大の数字は最下段(G,H,Iのいずれかの位置)に配置し、かつ、A<Cでなければならないものとします。
A B C
D E F
G H I
ヒント:
○正解!
(藤島コメント:はい、今日もまたまた1等賞。しかも0分台!いやはやまったく…)
20 1 50
25 10 4
2 100 5
○正解!
(藤島コメント:はい、2等賞。サンパウロ坂本さんの壁は、ほんとに厚いね)
答えの書き方は、あんな感じでいいのでしょうか?
1から9の和の魔方陣と、作る順序はおんなじですね。
予想は1位でお願いします。
(藤島コメント:はい、あれでいいですよ。もちろん順位も的中)
×残念!不正解
(藤島コメント:あれ、A>Cになっちゃってますよ)
×残念!不正解
(藤島コメント:これもA>Cですね)
順位予想は4位でお願いします。
(藤島コメント:解答順位としては当たってたんですけどね)
新PCから解答したので、最初名前欄とメール欄を入れ忘れて投稿してしまいました。
もったいないことしましたorz
順位予想は3位でお願いします~。
(藤島コメント:条件の読み落としが、もっともったいないね。正解なら順位も合ってたのに)
2位予想で。
(藤島コメント:お、堅く来ましたね。的中)
○正解!
(藤島コメント:はい、3等賞)
5位
(藤島コメント:2人間違えた分、繰り上がっちゃいました)
○正解!
(藤島コメント:はい、4等賞。良い方で、良かったね)
A=20 B=1 C=50
D=25 E=10 F=4
G=2 H=100I=5
昼休みまで持ち越してしまった…
○正解!
(藤島コメント:でも、なんとベスト5なんですよ)
順位は15位にしておきます。よろしく。
(藤島コメント:5位は、自分でもびっくりしたでしょう)
A(20) B( 1) C(50)
D(25) E( 10) F( 4)
G( 2) H(100) I( 5)
これで判りますか?
順位は、投票が少ないので8位でお願いします。
○正解!
(藤島コメント:なかなかいい読みでしたが、6位でした)
PIPI です。
予想順位 19位
回答に一番時間がかかったのが、罫線です。。。。
[解法]
1000 = 23 x 53
この素因数を組み合わせてできる、1000の因数
-の形式で表にする。
普通の魔法陣(1-9)を条件通りに並べてみる。(最少は最上段、最大は最下段、A<C)
6|1|8
-+-+-
7|5|3
-+-+-
2|9|4
上記のべき上の表と、数字を組み合わせる。
なお、上記の組み合わせは1数で1000になってしまう3乗同士を除いて、15組。
9組は、それぞれ3乗を除いて作ってみる。
1 => 1
2 => 2
3 => 4
4 => 5
5 => 10
6 => 20
7 => 25
8 => 50
9 => 100
これを普通の魔法陣に当てはめると、回答の様になり、成立。
※ 3乗を除いた理由については、もやもやとしたアイディアはあるのですが、決定的な理由までは、思いついていません。
数学の答案ではないと言うことで、ひらめきもご容赦ください。
○正解!
(藤島コメント:全然悪くないですよ。順位は7位でした)
○正解!
15位
○正解!
(藤島コメント:9位でした)
○正解!
(藤島コメント:なるほどね。それも面白そう。条件を整えて「読者投稿」の方に掲示しておきますので、しばらくお待ちください)
20 1 50 25 10 4 2 100 5
○正解!
(藤島コメント:改行がないけど、まあよしとしましょうか)
携帯で送りましたが、改行がちゃんとされているかどうか、よくわかりません。
朝の時間では難しくて、仕事の合間にとにかく、約数を全部書き出して、真ん中に入る数字を考えて、後は適当に組み合わせました。投票は5だけど、予想は坂本九位でm(__)m
(藤島コメント:はい、これで完璧ですね。11位でした)
○正解!
(藤島コメント:いやいや、そこまで甘くはありませんよ。12位でした)
久しぶりに素因数分解をやりました。
○正解!
(藤島コメント:大人なら、たいていそうでしょうね)
朝の時間で解くことが出来ずorz
仕事中、のどに小骨が刺さった様な一日でした。
13位
○正解!
(藤島コメント:でも、予想順位的中。おめでとうございます)
○正解!
突然ですが、予告です。
次の月曜日、早解き欠席します。
日曜日の午後に、コンサートに行ってきますので、出題の時間(日曜午後6時)までに帰ってこられません。
悔しいので、その週は別の曜日で早解きに参加したいと思っています。
また、仕事サボるつもりです。
順位予想のたしになれば幸いです。
(藤島コメント:律儀なアナウンスですね)
の7通りのどれか。
絶対値部と負号部とは別々に考えても問題ない(一般性を失わない)ので、
とりあえずA~Iは自然数と限定してみます。
【解法1】
1000を素因数分解すると23×53なので、A~Iは
2n×3m(n、m=0、1、2、3)の16通りの整数から選ばれる。
Aに対応する数のnとmとをそれぞれnAとmA、
・・・
Iに対応する数のnとmとをそれぞれnIとmIとする。
すると、解を満たすものに関してn*あるいはm*だけを並べたものは、
通常の足し算(和が3)の魔方陣になっている。(ただし、同じ数値を含む)
これの候補は、実質的には
の二通りのみ。ただし、(イ)には回転した4通りが含まれる。
n*とm*に、(ア)と(ア)又は(ア)と(イ)を選ぶと、
(イ)の同じ数字の位置は同じ数字になってしまうのでダメ。
よって、(イ)と(イ)の組み合せとなる。
次に(イ)の回転まで考えると、n*とm*が回転角0°、180°で
重なった場合、右上から左下への対角線上は全て同じ数値になるのでダメ。
よって、90°、あるいは-90°回転したものを組み合わせることになる。
これらから、
及びこれらを回転したものが解。
なおこの2つは、対角線での鏡映をとれば一致するので、基本的には同じもの。
【解法2】
1000を素因数分解すると2^3×5^3なので、自然数3つの積が
1000になるのは、左から大きな数を並べると、
(1000×1×1)、[500×2×1]、[250×4×1]、
(250×2×2)、[200×5×1]、125×8×1、125×4×2、
100×10×1、100×5×2、50×20×1、50×10×2、
50×5×4、[40×25×1]、(40×5×5)、25×20×2、
25×10×4、25×8×5、20×10×5、(10×10×10)
の19通りのみ。ただし、()の4通りは同じ数が含まれるのでダメで、
使えるのは15通り。
魔方陣の各数値は、少なくとも縦と横の2通りの式で使われている。
1000の約数のうち、上の15通りの式の中に0回あるいは1回しか
出てこない、40、200、250、500、1000は使えない。
これらを含む[]の4通りを取り除き、使える数式は残り11通り。
Eの位置の数値は、縦横斜めの4通りの表し方がなくてはならない。
1000の約数のうち、残り11通りの式の中に4回以上出現する
数値は、2、5、10のみ。(全て4回)
○ E=2の時
4通りの式は、
125×4×2、100×5×2、50×10×2、25×20×2
最初の式中の125、2番目の式の100は、11通りの中で二度しか
出てこないため、そのもう一方の式中の数値が上の4式中に含まれて
いなければならない。しかし、1と8とが含まれていないのでダメ。
○ E=5の時
4通りの式は、
100×5×2、50×5×4、25×8×5、20×10×5
最初の式中の100、3番目の式の8は、11通りの中で二度しか
出てこないため、そのもう一方の式中の数値が上の4式中に含まれて
いなければならない。しかし、1と125とが含まれていないのでダメ。
○ E=10の時
4通りの式は、
100×10×1、50×10×2、25×10×4、20×10×5
最初の式中の100は、11通りの中で二度しか出てこないため、
そのもう一方の式(100×5×2)中の数値が上の4式中に含まれて
いなければならない。そして、この場合にはそうなっている。
100は辺のまん中である必要があるため、例えばBにおくと、
あとは五月雨式に決まっていって、
の2通り。100を置く位置をBのかわりにD、F、Hとする事は、
これらを回転することに対応する事がすぐに分かり、【解法1】と
全く同じ解である事が分かる。
【解法1、2共通】
ここまで、すなわちA~Iが自然数の範囲内で解答条件に合うものは、
上の最初のものただ一つです。
あとは、符号の割り振り方の問題だけです。
縦横斜めの3数字をかけて正の数(1000)になるためには、
全てが正か、一つが正で2つが負の数である必要があるため、
の8通りの割り振り方があります。
これを、自然数での解に適用し、回転と対角線での鏡映を組み合わせると、
下段3つめだけは解答条件に合わせることはできず、その他のものは
上の解の通り。
もしかして、負の数は想定外でした?
○正解!
(藤島コメント:はい、負数のことは、すっかり失念していました)
あぁぁ、間違っていますね (^_^;;;
負号⇒符号 は良いとして、解は
の4通りのどれかです。
の後半4つに関しては、斜め方向の一つがマイナスになってしまいます m(_ _)m
(藤島コメント:なるほど。でも、正の数の正解がちゃんと含まれていましたので、前の解答を正解時刻として採用しました)
っていうのも、ありですよね。
正の整数(自然数)っていう条件ないから。
中学生の数学の教科書には、負の数の魔方陣も載っていたので、ちょっと書いてみました。
(藤島コメント:はい、そういうことです。Clockwiseさんに、そちらも全通り書き出していただきました)
1000の立方根が10なので、真ん中の数を無条件で10にして解いていました。
真ん中がわかると、あとは100の約数なので、1と100、2と50、4と25,5と20の4通りに決まって、すぐに解けました。
ですが、16384では、そうもいかないですね。
もしかして、9マスじゃないのかな?
(藤島コメント:いえ、今考えたんだけど、ほぼ同じ解き方で解けそうですよ → その後、僕の思い違いだったことが判明しました。解は、今のところ不明です(大汗))
hal-9000さんからご提供いただいた問題を、「おまけ問題」として掲載しておきました。答えの分かった方は、こちらからどうぞ。
ふぅ~。やっと解けたぁ~!
まだ間に合います?
因数分解して、1000の約数を挙げてみる、ってところまでは
すんなり思いついたのですが、そこからどうもうまくいかない。
最初から間違ってたのか?
先週、かなりお褒めの言葉をいただいたので
今週もぜひエレガントな解法を思いつこうと
張りきってみたものの、てんで無理!!
やっぱここは地道に約数で表を埋めるしかないかなぁ~と
考えるものの、なかなか答えにたどり着けない…
やっとたどり着いた解法ポイントは『「1」を入れる』ということ。
これに気づくのに2日かかりました…
どうも肩に力が入りすぎた感があるなぁ~。
自分では「ほめられて伸びる」タイプかと思っていたのですが
どうも「ほめられたら調子に乗る」タイプみたいです。
でも、また、たまにはほめてくださいね~♪
○正解!
(藤島コメント:まあ、そうそう毎度毎度エレガントな解答なんて、できませんよね。基本的には、解けるやり方で解いていただければいいんですよ。「ひらめき」は、向こうからやってくるもので、狙って得られるものじゃないですから)