自作数学問題bot @mathquestionakt (問題20) | 数学解説ブログ(つくば市の「数学・算数・物理に強い」プロ家庭教師 長通幸大・発信)

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中学高校の定期試験問題・大学入試問題・Twitterの数学特化系アカウントで出題された問題・閲覧した方からのご質問まで、幅広く取り扱う方針ですので、
日々の学習や数学的発想・思考力の向上にお役立ていただければ幸いな限りです。

以下の事象A、Bが同値であることを示せ。
A:ある自然数Nを一の位から3桁ごとに区切り、区切った3桁の数を交互に足し引きしてできた数が7の倍数。
(例)2058420→2-58+420=364=7×52
B:ある自然数Nは7の倍数である。


解答作成日:2015年3月8日
テーマ:ユークリッドの互除法の利用・数学的帰納法の利用・必要十分性の検証
履修学年:なし
(ユークリッドの互除法及び必要十分条件は高校1年で、数学的帰納法は高校2年で、それぞれ履修しますので、本題は発想次第で数学ⅡBの範囲で解答可能です。)

またまた証明が極めて複雑な問題をご紹介せざるを得なくなってしまいましたね。
3桁ごとに区切ることで、その3桁の扱いが区切る前と異なってしまうのが、厄介なところです。
しかも、自然数Nの桁数によって、足し算で終わるのか、引き算で終わるのかが流動的なのも多くの解答者の方を悩ませそうですね。

区切った3桁の値を数列として扱って、それをどう組み立てれば元の数に戻るか、それを思い浮かべるのがポイントです。

「1001が7の倍数」ということも見落としやすいので、注意しましょう。
(1001という数値を見ただけで動揺しないで、試しに割ってみましょう。)





数列の偶数項に限定した帰納法というのも、なかなかお目にかかれません。
偶数項と奇数項の証明法が異なるのも、甚だ疑問ですね。
もっと一貫性のある手順を見つけましたら、追って加筆いたします。