割る数は余りより大きい /「算数にチャレンジ!!」第1122問

問題概略

次の条件をみたす自然数  a,  b の和を求めてください。

  •  b a より大きく, a の 3 倍よりは小さい
  •  b a で割ると商は 1 で余りは 7
  •  a の 3 倍を  b で割ると余りは 5

http://www.sansu.org/used-html/index1122.html

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割る数は余りより大きい

与えられた条件を数式で表します。

 a< b< 3a\mbox{ ……(1)}
 b=a+7\mbox{ ……(2)}
 a>7\mbox{ ……(3)}
 3a=bk+5\ (\text{$k$は自然数})\mbox{ ……(4)}
 b>5\mbox{ ……(5)}

(3)(5)は「割る数は余りより大きい」から導かれる条件です。

(2)(4)から  b を消去した  3a=(a+7)k+5 k について解きます。

 k=\dfrac{3a-5}{a+7}=3-\dfrac{26}{a+7}\mbox{ ……(6)}

 k は自然数なので(3)も考えると  a+7 は 26 の  7+7=14 より大きい約数です。

 a+7=26 しかないので  a=19 がわかります。
(2)から  b=26 で,これらはすべての条件をみたします。
求める和は  19+26=45 です。

誤答例

(3)(5)を考えなかったらどうなるか見ておきましょう。

この場合,(6)から「 a+7=13 または  a+7=26」が言えるので「 a=6 または  a=19」になります。

 a=6 のとき(6)より  k=1 で,(2)から  b=13 になります。
これらは(1)(2)(4)をみたすので,解として 45 の他に  6+13=19 もあることになってしまいます。これがもっともありがちなご答例でしょう。

k の値からしぼりこむ

(6)から  k は 3 未満の自然数で, k=1 または  k=2 が言えます。

(2)(4)からそれぞれ  a,\, b)=(6,\, 13),\, (19,\, 26) となりますが, (6,\, 13) は(3)をみたしません。

答えは  (a,\, b)=(19,\, 26) のときの 45 です。


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