「3つの約数の和がもとの数の半分」が6回おきる数 /「算数にチャレンジ!!」第1033問

問題概略

正の偶数  x の相異なる約数を 3 つ選んでそれらの和を求めたところ, x のちょうど半分でした。

 x にはこのような 3 つの約数の選び方が 6 通りあります。 x の最小値を求めてください。

http://www.sansu.org/used-html/index1033.html

解説の pdf も作りました。きれいなレイアウトで読みたい方はこちらをどうぞ。

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逆数の和の方程式に直す

 x の約数として  a,  b,  c を選んだとします。
\begin{align*}
a+b+c=\frac{1}{2}x
\end{align*}

 a,  b,  c x の約数なので  x=aa'=bb'=cc' をみたす自然数  a',  b',  c' が存在して,上の式は次のように書き直せます。
\begin{align*}
\frac{a}{x}+\frac{b}{x}+\frac{c}{x}=\frac{1}{2}
\quad \therefore \frac{1}{a'}+\frac{1}{b'}+\frac{1}{c'}=\frac{1}{2}
\end{align*}

これはよくあるタイプの方程式です。 a'< b'< c' のように大小関係を設定すると解けます。
解は次の 6 個で,条件をみたしています。
\begin{align*}
(3,\, 7,\, 42),\, (3,\, 8,\, 24),\, (3,\, 9,\, 18),\,
(3,\, 10,\, 15),\, (4,\, 5,\, 20),\, (4,\, 6,\, 12)
\end{align*}

 x はこれらの数の公倍数です。最小値を求めたいので最小公倍数を求めましょう。
\begin{align*}
x=2^3\cdot 3^2\cdot 5\cdot 7=2520
\end{align*}

答えは「2520」です。


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