大学入試センター試験 2017年(平成29年) 本試 数学ⅠA 第4問 解説
(1)
まず、倍数の見分け方の復習をしよう。
復習
2の倍数:1の位が2の倍数 3の倍数:各桁の数字の和が3の倍数 4の倍数:下2桁が4の倍数 5の倍数:1の位が0,5 9の倍数:各桁の数字の和が9の倍数
復習より、$37a$が4の倍数になるためには、
$7a$が4の倍数
であればよい。
$70$台の自然数で4の倍数なのは
$72$
$76$
なので、
$a=2$,$6$
である。
解答ア:2, イ:6 (順不同)
(2)
復習より、$7b5c$が4の倍数になるためには、
$5c$が4の倍数
であればよい。
$50$台の自然数で4の倍数なのは
$52$
$56$
なので、
$c=2$,$6$
である。
また、$7b5c$が9の倍数になるためには、
$7+b+5+c$が9の倍数
であればよい。
つまり、
$7+b+5+c=b+c+12$
$7+b+5+c$$=(b+c+3)+9$
なので、
$b+c+3=9$
より、$b+c=6$
$b+c+3=18$
より、$b+c=15$
のどちらかであればよい。
これは結構たくさんありそうなので、表を書こう。
$b$ | |||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | ||
$c$ | 0 | ○ | |||||||||
1 | ○ | ||||||||||
2 | ○ | ||||||||||
3 | ○ | ||||||||||
4 | ○ | ||||||||||
5 | ○ | ||||||||||
6 | ○ | ○ | |||||||||
7 | ○ | ||||||||||
8 | ○ | ||||||||||
9 | ○ |
より、$11$個あった。
問われているのは4と9の公倍数なので、表Aの
赤いマス(4の倍数)
○のマス(9の倍数)
の共通部分。
なので、3個ある。
解答ウ:3
このうち、$7b5c$が最小になるのは、$b$が最小のときなので、表Aで一番左にある
$b=0$,$c=6$
のとき。
解答エ:0, オ:6
$7b5c$が最大になるのは、$b$が最大のときなので、表Aで一番右にある
$b=9$,$c=6$
のとき。
解答カ:9, キ:6
$7b5c=(6\times n)^{2}$
は
$7b5c=6^{2}\times n^{2}$
$7b5c$$=(2\times 3)^{2}\times n^{2}$
$7b5c$$=4\times 9\times n^{2}$
と変形できるので、この場合の$7b5c$は、上で求めた3通りの中にある。
こういった場合、考えるよりも手を動かそう。
上で求めた3通りは、
$7056$
$7452$
$7956$
なので、この3つを$6^{2}$で割った、
$7056\div 6^{2}=196$
$7452\div 6^{2}=207$
$7956\div 6^{2}=221$
から、平方数を探す。
$15^{2}$は$225$なので、$221$が平方数とは考えにくい。
なので、答は$196$か$207$だ。
計算しやすい$196$からはじめると、
$2\underline{)196}$
$2\underline{)98}$
$7\underline{)49}$
$7$
なので、
$196=2^{2}\times 7^{2}$
$196$$=14^{2}$
である。
$196$が$14^{2}$で、$225$が$15^{2}$だから、計算するまでもなく、$196 \lt 207 \lt 225$である$207$が平方数にはならない。
なので、答は
$b=0$,$c=6$,$n=14$
である。
解答ク:0, ケ:6, コ:1, サ:4
アドバイス
上の解説では、
$225=15^{2}$
を使った。
$15^{2}$だけでなく、憶えておくと便利な数字がいくつかある。
$11^{2}=121$
$12^{2}=144$
$15^{2}=225$
$5^{3}=125$
$2^{10}=1024$
などは知っておくとよい。
(3)
面倒だけど、$1188$を素因数分解しよう。
4桁の数字で、上2桁が同じ数字,下2桁が同じ数字だから、$11$で割り切れるはず。
$11\underline{)1188}$
$2\underline{)108}$
$2\underline{)54}$
$3\underline{)27}$
$3\underline{)9}$
$3$
より、
$1188=2^{2}\cdot 3^{3}\cdot 11$
となる。
この2個の$2$,3個の$3$,1個の$11$からいくつか選んでかけ合わせると、$1188$の約数ができる。
例えば$2$を1個,$3$を1個,$11$を1個選んでかけ合わせた
$2^{1}\cdot 3^{1}\cdot 11^{1}=66$
は$1188$の約数であるし、
$2$を0個,$3$を0個,$11$を0個選んでかけ合わせた
$2^{0}\cdot 3^{0}\cdot 11^{0}=1$
も$1188$の約数である。
なので、約数は数字の選び方の数だけ存在する。
$2$の選び方は、0個,1個,2個の3通り
$3$の選び方は、0個,1個,2個,3個の4通り
$11$の選び方は、0個,1個の2通り
だから、数字の選び方は全部で
$3\times 4\times 2=24$通り
ある。なので、約数も
$24$個
ある。
解答シ:2, ス:4
2の倍数も同じように考えよう。
2の倍数なので、「$2$を0個選ぶ」場合は不適。
なので、数字の選び方は
$2$の選び方は、1個,2個の2通り
$3$の選び方は、0個,1個,2個,3個の4通り
$11$の選び方は、0個,1個の2通り
より、
$2\times 4\times 2=16$通り
ある。なので、約数も
$16$個
ある。
解答セ:1, ソ:6
4の倍数も同様に、
$2$の選び方は、2個の1通り
$3$の選び方は、0個,1個,2個,3個の4通り
$11$の選び方は、0個,1個の2通り
より、
$1\times 4\times 2=8$通り
なので、約数も
$8$個
である。
解答タ:8
以上から、$1188$のすべての正の約数の中には、
2の倍数が$16$個
4の倍数が$8$個
ある。
この4の倍数の中には2の倍数も含まれるので、
2の倍数だけど4の倍数じゃないのが$8$個
4の倍数が$8$個
あることになる。
なので、これを全部かけ合わせると、$2$は
$2^{8}\times\left(2^{2}\right)^{8}=2^{8}\times 2^{16}$
$2^{8}\times\left(2^{2}\right)^{8}$$=2^{24}$
回かけることになる。
よって、すべての正の約数の積は、$A$を奇数として
$A\times 2^{24}$
と表せる。
さて、ここで
$65000$
って数を考えてみよう。
末尾には$0$が3個並んでるけど、何でだ?って考えると、
これは$10$進法の数で、
$65000=65\times 10^{3}$
だから、$10^{3}$の3だけ$0$が並んでいる
ということに気づく。
ということは、
$3^{10}$
を3進法で表すと、末尾には$0$が$10$個並ぶし、
$7^{10}$
を7進法で表すと、末尾には$0$が$10$個並ぶ
と考えられる。
以上の考え方から、
$A\times 2^{24}$
を2進法で表すと、末尾には$0$が$24$個並ぶ。
解答チ:2, ツ:4