お世話になっている出版社「現代数学社」の雑誌「現代数学・2020年10月号」に載っていた問題を見て考えた(思い出した)ことがあるので,ちょっと書いてみます.
中学入試算数の元ネタになることもある,整数・分数・小数の性質です.
(1)
0. 3846153846153846 ‥‥ は,2 / 13 の小数第3位以下の部分.
とりあえず,0. 1538461538461538 ‥‥に何かを掛けたいのですが,何を掛けましょうか?
小数点を2だけずらすので,100 を掛けてみましょう!
200 / 13 = 15. 3846153846153846 ‥‥
これから,ある数を引くと良いですね!
引く数は?
0. 3846153846153846 ‥‥
=15. 3846153846153846 ‥‥ - 15
=200 / 13 - 15
=(200 - 195) / 13
=5 / 13
15 を引けば良かったのですね!
○(1)の解説○
これって,実は,
100 = 13 × 7 + 9 ☜余りが 9
と関連があります.
2 × 9 = 18 = 13 × 1 + 5 ☜余りが 5
この 5 が 5 / 13 の分子です.
5 は 200 を 13 で割った余り.
100 × 2 / 13 = (13 × 商+ 5) / 13 = 整数 + 5 / 13
ということですね.
(2)
2 / 13 で繰り返される数 153846 は,6 桁で,しかも,末尾の数が 6 です!
これが答えになるのではないでしょうか?
末尾の 6 を先頭に移動させた 615384 が,元の数 153846 の 4 倍になっていたら嬉しい!
筆算で計算してみると・・・
153846 × 4 = 615384
アタリでした!!
○(2)の解説○
これは,どういうことでしょう?
2 / 13 = 0. 1538461538461538 ‥‥
に戻ると,これって実は,
2 / 13 = 0. 1538461538461538 ‥‥ = 153846 / 999999
となっているということ.
ちなみに,
999999 = 13 × 76923
です.
これを使うと,1 / 13 がどんな小数なのか分かります.
つまり,
1 / 13 = 0. 0769230769230769 ‥‥
最初に 0 があるのをお忘れなく!
さて,本題に戻ります.
615384 を小数点以下に作るためには,
2 / 13 = 0. 1538461538461538 ‥‥
に100000を掛けるはず.
100000 × 2 / 13 = 15384. 615384615384615 ‥‥
=15384 + 615384 / 999999
これを利用して,615384 が 153846 の4倍になる理由を確認しましょう.
100000 を 13 で割ると,余りが 4 なので
100000 = 13 ×商 + 4
∴ 100000 × 2 / 13 = 整数 + 4 × 2 / 13
と分かって,
4 × 2 / 13 = 615384 / 999999
∴ 4 × 153846 = 615384
となっているのですね.
※補足※
「1の位の数が6であるような6桁の整数で,末尾の6を先頭に移動させて得られる整数が,元の整数の4倍になるものを1つ求めよ.」という問題でしたが,実は,この性質を満たす整数は 153846 だけです.
文字式を使って証明できますので,チャレンジしてみてください!
現代数学10月号.
毎月,数学者が表紙ですが,今月は「算学大名」.
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今回のネタは,この本にもっと詳しく書いています.
灘中の整数問題を,大人の整数論的に解説する斬新な本です.
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