特殊な性格の5桁の整数

(解答)

 20581

(解き方)

 11で割り切れる、というのが大きなヒントです。11で割り切れる数には、(万の位の数字)+(百の位の数字)+(一の位の数字)-(千の位の数字)-(十の位の数字)が11で割り切れる、という性質があります。今回は各位の数字の合計が16なので、万の位+百の位+一の位-千の位-十の位は0にならないといけません。ですから、万の位+百の位+一の位は8、千の位+十の位も8になります。
 また、1少ない数が1から7までのどの数字でも割り切れるので、求める数字の一の位は1しかありえず、万の位+百の位は7となります。
 さらに、各位で同じ数字が使われていないことを考慮に入れると候補はかなり少なく、20581、28501、50281、58201、30481、38401、40381、48301、32461、36421、42361、46321、72061、73051、75031、76021の16個にまで絞れます。これらの中で、他の一桁の数(具体的に言うと7)で割り切れず、1引いた数が1から7までのどの数字でも割り切れるのは、20581、48301、76021の3つです。 自乗して1から7までの数字でできた数になるのは、20581(423577561になる)だけです。

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(hal-9000による補足)

 この11の倍数の性質、役に立ちますね。

 まず、「・・・は0にならないといけません」という部分です。
 11で割り切れる数であるためには、0以外なら、11、-11、22、-22などがあります。しかしながら、これを11以上(あるいは-11以下)にすることはできません。
 なぜなら、(万)+(百)+(一)の合計の絶対値が小さい場合を先に考えると、この3つの数の合計は最低でも3(2、0、1の時)です。このとき、(千)+(十)との差を11以上にするためには、(千)+(十)の合計を14以上にする必要があり、5つの数の合計が16を超えてしまいます。
 一方、(千)+(十)は、最低だと2です(説明の順番が入れ繰りますが、1は一の位で使われますので、2と0の時です)。すると、差が11や22などであるためには、(万)+(百)+(一)の合計は13や24などであり、5つの数の合計が16になりません。また、(千)+(十)が3だと、16を超えてしまいます。
 因みに、一の位が1であることに気付いておらず、(千)+(十)の合計が最低で1だと考えても、あまり違いはありません。

 次に、「候補はかなり少なく、20581、・・・、76021の16個にまで絞れます」の部分です。
 (万)+(百)の合計が7になるのは、1は一の位で既出ですので(1と6)は使えず、(2と5)、(3と4)、(7と0)のいずれかです。(千)+(十)については、合計が8になります。
 もし(2と5)だとすると、(千)+(十)が合計8になるためには、(8と0)しかありません。
 もし(3と4)だと、(千と十)は、(8と0)、(6と2)です。
 もし(7と0)だと、(千と十)は、(6と2)、(5と3)です。
 (万、百)が(2と5)、(千と十)が(8と0)の場合、作れる数字は、20581、28501、50281、58201の4通りです。
 (万、百)が(3と4)の場合、同様にして8通りあります。
 (万、百)が(7と0)の場合には、万の位は0にできませんので、4通りです。
 以上、16通りの数字を作り得ることがわかりました。

 最後に「これらの中で、・・・の3つ」の部分です。
 これらの数字は、1を引くと、一の位が0になりますので、2と5で割り切れることは自明です(だからこそ一の位を1にしたのですけど)。また、1を引くと、各位の数字の合計は15であり、すべて3の倍数です。6の倍数でもあります。
 1を引いた数字が4の倍数であるためには、十の位が偶数であることが必要で、排除される数字が少しだけあります。排除されるのは、(万、百)が(7と0)、(千と十)が(5と3)の場合です。これを、(千と十)が合わせて8になる組合せを考える段階で「奇数は駄目よ」と排除しておけば、候補を16通りではなく14通りに絞ることができたのですが、効果としては小さいかも?。
 あとは、片っ端から、1を引いて7で割ってみるのみです。

 なお、Clockwise が「1以外の一桁の数では割り切れません」という点の検証が話題に出てきませんが、結果的にそうなっています。
 1を引いた数が2~7で割り切れるのですから、1を引く前の数は、2~7では割り切れません(割ると1余ります)。
 8、9については、1を引いた数が8、9で割り切れるかどうかはわかっていませんが、2と3では割り切れていますので、やはり、1を引く前の数が、2や3の倍数である8、9で割り切れることはありません。

特殊な性格の5桁の整数」への4件のフィードバック

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  1. 5桁の数をX=ABCDEとすると和が16より
    1、2、3、4、6
    11の倍数よりA,C,Eは1,3,4、B,Dは2,6
    X-1が420の倍数よりE=1
    とここまで書いて0が入ってもいいことに気づいて・・・。
    というか0が入らないとできない(可能性のある4個は
    全て×)。
    E=1だから0と1で残りは15

    1)C=0の場合A=7、(B,D)は(2,6)
    または(3,5)
    可能性の4個は×

    2)(B,D)が(0,8)の場合
    (A,C)は(2,5)(3,4)
    この8通りを検証
    20581の時のみ題意を満たす。

  2. すっかりグレてしまったので、今日は図形はやめてhal-9000さんの問題を解くことにしました。

    答は20581です。

    1の位は5の倍数でほかの数も割り切れる0に+1で1と推定。
    1~7の最小公約数と思われる(自信ない)420に万の位が>2になる数、>48をかけていきました。
    (意外と早く出た。)
    唯一解かどうかは、私の及ぶところではありません。

  3. Clockwise は 20581。

    Clockwise は5桁の数字で、各位の数字を全て足すと 16なので、
    使われる数字の組は、01249、01258、01267、
    01348、01357、01456、02347、02356、
    12346の9組のみ。

    Clockwise より1小さい数は1~7のどの数でも割り切れるので、
    当然2と5の倍数となり、1の位は0。
    よって、Clockwise の1の位は1であり、1の含まれない
    02347と02356の組は不適。

    Clockwise は 11で割り切れるので、一・百・万の位の数の和と
    十・千の位の数の和の差が 11の倍数。
    ところで全ての和は 16なので、差は0でなくてはならない。
    すなわちどちらの和も8。
    よって、9の含まれる01249の組、6が含まれていて2数
    あるいは3数の和で8を作れない01456の組は不適。

    Clockwise より1小さい数は4でも割り切れるので、十の位は偶数。
    よって、上で十・千の位の数に分類されるものに奇数しか含まれない
    01357は不適。

    以上より、残る組は
     01258(十・千の位の数の組は0と8)
     01267(十・千の位の数の組は2と6)
     01348(十・千の位の数の組は0と8)
     12346(十・千の位の数の組は2と6)
    の4組。
    これらから、これまでに上で検討してきた条件にあう数を作ると、
    2×2×4=16個の数値ができる。
    そのうち、02761、28501、30481、32461、
    36421、38401、40381、42361、46321、
    50281、58201は Clockwiseより1小さい数にあたるものが
    7で割り切れないので不適。

    残る5数を2乗すると、
     06721×06721=45171841
     20581×20581=423577561
     48301×48301=2332986601
     72061×72061=5192787721
     76021×76021=5779192441
    となり、7以下の数で構成されるのは20581のみ。

    # 5桁の数とあるので、一万の位の数が0というのは、
    # もっと早い段階で除いても良いのかも…