バランス虫食い算(10)

(解答)

  2 5 5 × 2 = 5 1 0
  ┣━╋━╋━╋━╋━╋━╋━╋━┫
        △

(2×3+5×2+5=2+5×3+1×4+0×5)

(藤島の解法)

バランス
A×3+B×2+C=D+E×3+F×4+G×5

D=1だと、A=Eとなるため、F=G=0としない限り右が重くなる。
(B=F、C=Gでもあるため)
しかし、そうしても結局Dの分右が重くなるので不可。
したがって、まずD=2を仮定。
右を軽くするため、右端のG=0を仮定。すると、C=0または5。
左は重い方がいいので、C=5と置く。
さらに、右を軽くするために、まずF=0を仮定。
Aは1以上なので、Eは2以上。
Eが偶数の場合、BC=00にしかならず、E=A×2なので、常に左が軽すぎる。
したがってEは奇数。
E=3の場合、ABC=150。
このときのバランスは、
1×3+5×2+0>2×1+3×3+0+0 で左が重い。
E=5の場合、ABC=250。
このときのバランスは、
2×3+5×2+0<2×1+5×3+0+0 で右が重い。
また、E=7,9とも、右が重くなるので不可。
したがって、F=0は不可。次にF=1を仮定。
すると、AB5×2=E10
この場合、Bには0と5が考えられるが、左側を重くするためにB=5を仮定。
A=1の場合、ABC=155、EFG=310
このときのバランスは、
1×3+5×2+5>2×1+3×3+1×4+0 で左が重い。
A=2の場合、ABC=255、EFG=510
このときのバランスは、
2×3+5×2+5=2×1+5×3+1×4+0 でバランスがとれる。
したがって、少なくともこれが正しい答えの一つ。

(唯一解の証明は省略)

(Clockwiseさんの解法)

以下、[ABC]=100A+10B+C 等々のように書き表す。

1桁の数でない限り最初の桁は 0ではないので、A≠0、E≠0 (1)
数式より、[ABC]xD=[EFG] (2)
バランスより、3A+2B+C=D+3E+4F+5G (3)
この左右の項を L=3A+2B+C、R=D+3E+4F+5G とする。

(ア) D=0 の時
 E=0 となって (1) に反する。

(イ) D=1 の時
 (2) より [ABC]=[EFG]。この時 (3) は 0=D+2F+4G≧1 となって解なし。

(ウ) D=2 の時
 (2) より 100≦[ABC]≦499、200≦[EFG]≦998。
 L≦39 ([ABC]=499, [EFG]=998) なので R≦39 より [EFG]≦930, F≦7, G≦6。
 最大値を取る [EFG] が範囲外になるので L の最大値は小さくなる。
 L≦33 ([ABC]=388, [EFG]=776) なので R≦33 より [EFG]≦910, F≦6, G≦5。
 再び最大値を取る [EFG] が範囲外になるので L の最大値はさらに小さくなる。
 L≦30 ([ABC]=377, [EFG]=754) なので R≦30 より [EFG]≦900, F≦5, G≦4。
 R≧8 ([ABC]=100,[EFG]=200) すなわち L≧8 より [ABC]≧105。
 最小値を取る [ABC] が範囲外になるので R の最小値は大きくなる。
 R≧11 ([ABC]=150, [EFG]=300) すなわち L≧11 より [ABC]≧108。
 ただし、F≦5, G≦4 より [ABC]=108,109 はダメなので [ABC]≧110。
 よって、110≦[ABC]≦450, 220≦[EFG]≦900, F≦5, G≦4 (B,C=0,1,2,5,6,7)。

 (ウー1) A=1 すなわち 110≦[ABC]≦199, 220≦[EFG]≦398, F≦5, G≦4 の時
  L≦24 ([ABC]=177, [EFG]=354) なので R≦24 より [EFG]≦330, F≦4, G≦3。
  最大値を取る [EFG] が範囲外になるので L の最大値は小さくなる。
  L≦20 ([ABC]=165, [EFG]=330) なので R≦20 より [EFG]≦320, F≦3, G≦2。
  再び最大値を取る [EFG] が範囲外になるので L の最大値はさらに小さくなる。
  L≦19 ([ABC]=156, [EFG]=312) なので R≦19 より [EFG]≦320, F≦2, G≦2。
  よって、110≦[ABC]≦160、220≦[EFG]≦320, F≦2, G≦2 (B,C=0,1,5,6)。
  この範囲で 11≦L=R≦19 及び [EFG] が 2 で割り切れるものは、
   [EFG] [ABC] L R
    300 150 13 11
    310 155 18 15
    320 160 15 19
  すなわち L=R となる解はない。

 (ウー2) A=2 すなわち 200≦[ABC]≦299, 400≦[EFG]≦598, F≦5, G≦4 の時
  L≦27 ([ABC]=277, [EFG]=554) なので R≦27 より [EFG]≦520, F≦3, G≦2。
  最大値を取る [EFG] が範囲外になるので L の最大値は小さくなる。
  L≦22 ([ABC]=256, [EFG]=512) なので R≦22 より [EFG]≦510, F≦2, G≦1。
  再び最大値を取る [EFG] が範囲外になるので L の最大値はさらに小さくなる。
  L≦21 ([ABC]=255, [EFG]=510) なので R≦21 より [EFG]≦510, F≦1, G≦1。
  R≧14 ([ABC]=200, [EFG]=400) なので L≧14 より [ABC]≧208。
  最小値を取る [ABC] が範囲外になるので R の最小値は大きくなる。
  R≧17 ([ABC]=250, [EFG]=500) なので L≧17 より [ABC]≧219。
  ただし、F≦1, G≦1 より [ABC]=219-249 はダメなので [ABC]≧250。
  よって、250≦[ABC]≦255、500≦[EFG]≦510, F≦1, G≦1 (B,C=0,5)。
  この範囲で 17≦L=R≦21 及び [EFG] が 2 で割り切れるものは、
   [EFG] [ABC] L R
    510 255 21 21
  すなわち [EFG]=510, [ABC]=255 の時に L=R=21。

 (ウー3) A=3 すなわち 300≦[ABC]≦399, 600≦[EFG]≦798, F≦5, G≦4 の時
  L≦30 ([ABC]=377, [EFG]=754) なので R≦30 より [EFG]≦720, F≦2, G≦2。
  最大値を取る [EFG] が範囲外になるので L の最大値は小さくなる。
  L≦25 ([ABC]=356, [EFG]=712) なので R≦25 より [EFG]≦700, F≦1, G≦1。
  再び最大値を取る [EFG] が範囲外になるので L の最大値はさらに小さくなる。
  L≦19 ([ABC]=350, [EFG]=700) なので R≦19 より解なし。

 (ウー4) A=4 すなわち 400≦[ABC]≦450, 800≦[EFG]≦900, F≦5, G≦4 の時
  L≦23 ([ABC]=427, [EFG]=854) すなわち R≦23 より解なし。

(エ) D=3 の時
 (2) より 100≦[ABC]≦333、300≦[EFG]≦999。
 L≦33 ([ABC]=299, [EFG]=899) なので R≦33 より [EFG]≦900, F≦5, G≦4。
 最大値を取る [EFG] が範囲外になるので L の最大値は小さくなる。
 L≦28 ([ABC]=278, [EFG]=834) なので R≦28 より [EFG]≦800, F≦4, G≦3。
 再び最大値を取る [EFG] が範囲外になるので L の最大値はさらに小さくなる。
 L≦24 ([ABC]=177, [EFG]=531) なので R≦24 より [EFG]≦700, F≦3, G≦2。
 R≧12 ([ABC]=100, [EFG]=300) なので L≧12 より [ABC]≧109。
 最小値を取る [ABC] が範囲外になるので R の最小値は大きくなる。
 R≧21 ([ABC]=200, [EFG]=600) なので L≧21 より [ABC]≧158。
 ただし、F≦3, G≦2 より [ABC]=158-166 はダメなので [ABC]≧167, [EFG]≧501。
 L≦24 ([ABC]=177, [EFG]=531) なので R≦24 より [EFG]≦700, F≦1, G≦1。
 最大値を取る [EFG] が範囲外になるので L の最大値は小さくなる。
 L≦19 ([ABC]=237, [EFG]=711) なので R≦19 すなわち解なし。

(オ) D≧4 の時
 (2) より 100≦[ABC]≦249、400≦[EFG]≦999。
 L≦30 ([ABC]=199, D=4, [EFG]=796) なので R≦30 より [EFG]≦800, F≦3, G≦2。
 最大値を取る [EFG] が範囲外になるので L の最大値は小さくなる。
 L≦22 ([ABC]=175, D=4, [EFG]=700 又は [ABC]=183, D=4, [EFG]=732) なので
  R≦22 より [EFG]≦600, F≦1, G≦1。
 再び最大値を取る [EFG] が範囲外になるので L の最大値はさらに小さくなる。
 L≦13 ([ABC]=150, D=4, [EFG]=600) なので R≦13 すなわち解なし。

以上より、[ABC]=255, D=2, [EFG]=510 が唯一解。

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(残念!不正解)

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