絞り込んでいって解く簡単な整数問題

絞り込んでいって解く簡単な整数問題

整数問題というと、高校や大学の受験テストなどに出題されるような問題もありますが、小学生でも解けるような問題もあります。
頭は使うけれど、小中学生の知識があれば解ける問題もあり、今回はそれをご紹介します。

問題

6で割った時4余り、7で割った時3余り、11で割った時9余る正の整数のうち、最も小さい数はいくつになるでしょうか?

解説(まずは簡単な問題で思考してみる)

それぞれ6、7、11で割った時の余りは、4、3、9となっていてバラバラです。


結構ややこしそうなので、まずは簡単な例題から考えてみます。
まずは、条件を2つに絞って、余りも同じにして考えてみます。


例題1
3で割って2余り、5で割って2余る正の整数のうち、最も小さい数はいくつになるでしょうか?


この場合、『3で割って2余り、5で割って2余る』というように、余りが2で一致しているので、3と5の最小公倍数に+2すれば良いことになります。


つまり、該当する正の整数は、15m+2の形で表すことができ、最少の数は17になります。


次に条件を2つのまま、余りを違えてちょっとひねってみます。


例題2
3で割ると2余り、5で割ると4余る正の整数のうち、最も小さい数はいくつになるでしょうか?

この場合は、発想を少し変えてみます。
3で割って2余るということは、3で割ったとき、割り切れるまでに1不足している数とも言えます。


同様に、5で割って4余るということは、5で割ったとき、割り切れるまでに1不足している数とも言えます。


ということは、3で割っても5で割っても割り切れるまでに1不足する数ということになるので、3と5の最小公倍数よりもー1となり、15-1=14になります。
そして、15m-1の形で表すことができます。


それじゃ、今度は、余りも不足も一致しないようにしてみましょう。


例題3
3で割ると2余り、5で割ると3余る正の整数のうち、最も小さい数はいくつになるでしょうか?


こうした場合は、それぞれの条件を満たす数を書いていっちゃいましょう。


3で割ると2余る数 : 2,5,8,11,14,17,20,23,26,29,32,35,38,41,・・・
5で割ると3余る数 : 3,8,13,18,23,28,33,38,43,・・・


すると共通した数は、8、23となります。


条件を満たす最小の数は、これですぐに8とわかります。


さらに23-8=15で、3と5の最小公倍数になっていることから、23の次は23+15=38でないかと予測ができます。
つまり、条件を満たす最小の数がみつかれば、それに割る数の最小公倍数を足していけばいいのです。

解説(いよいよ解いてみる)

6で割った時4余り、7で割った時3余り、11で割った時9余る正の整数のうち、最も小さい数はいくつになるでしょうか?


余りもバラバラだし、いきなり3条件は難しいので、少なくとも2条件で何か一致したものがないか探してみます。
余りはバラバラなので、もしかしたら不足は同じになるかもと検討してみると


6で割った時4余り ⇒ 6で割ると2不足
7で割った時3余り ⇒ 7で割ると4不足
11で割った時9余る ⇒ 11で割ると2不足


そこで不足が2で一致する6と11で割った時を考えると、
6で割った時4余り、11で割った時3余る数は、6と11の最小公倍数である66で割った時、2不足する数になります。
つまり、66-2=64となります。


あとは、6で割った時4余り、11で割った時3余る数と、残りの7で割った時3余る数で共通するものを見つけていけばいいことになります。


6で割った時4余り、11で割った時3余る数は、64に、6と11の最小公倍数の66を足していった数になります。
すなわち、64,130,196,262,328,392,・・・


64÷7 = 9余り1
130÷7=18余り4
196÷7=28余り0
262÷7=37余り3
328÷7=46余り6


ということで、条件を満たす数は、262になります。