[答1930] 互いに素な約数
次のNの2つの正の約数 m,n が 互いに素で m>n を満たす (m,n)の組の個数は?
(1) N=100000000 のとき (2) N=113400000 のとき
[解答]
(1) N=100000000=28・58 です。
P=2a・5b (a,b は整数で、-8≦a≦8 ,-8≦b≦8)
の、17・17=289 通りのPのうち、a=b=0 のとき P=1 です。
また、P>1 の場合と P<1 の場合は同数で、逆数どうし 1対1に対応します。
分子・分母の大きい方を m ,小さい方を n とすればよいので、
(289-1)/2=144 組あります。
(2) N=113400000=26・55・34・7 です。
P=2a・5b・3c・7d
(a,b,c,d は整数で、-6≦a≦6 ,-5≦b≦5 ,-4≦c≦4 ,-1≦d≦1)
の、13・11・9・3=3861 通りのPのうち、a=b=c=d=0 のとき P=1 です。
また、P>1 の場合と P<1 の場合は同数で、逆数どうし 1対1に対応します。
分子・分母の大きい方を m ,小さい方を n とすればよいので、
(3861-1)/2=1930 組あります。
[参考] たけちゃんさんのコメントより
N=26・55・34・7 の異なるいくつか(k個)の正の約数が,
「どの2数も最大公約数が1」をみたすような約数の組
(ただし,順番違いは同一視)を求める問題も考えられます.
この組数を ak とし,特に,約数1を含まない組の数を bk とします.
k=1 なら,約数の個数がそのまま結論で,
a1=7・5・6・2=420 ,b1=a1-1=419. です.
k=2 なら,本問そのものであり,
a2=(13・9・11・3-1)/2=1930 ,b2=a2-b1=1511 となります.
k=3 のときは,いったん3個の約数を x,y,z と区別することで,
例えば素因数2については,x,y,z のどれかが 1~6 個含むか,どれも含まない
となって 19通りがあり得ることになり,他の素因数についても同様だから,
「同じもの(1しかあり得ない)を含んでもよい,順番違いも区別」であれば
19・13・16・4通り です.
1を3つ含む1通り,1を2つ含む b1・3C2 通りを除いて,順番の区別をなくして,
a3=(19・13・16・4-1-b1・3C2)/3!=2425 ,b3=a3-b2=914 です.
k=4 のときも同様に考えて,
a4=(25・17・21・5-1-b1・4C3-b2・4C2・2!)/4!=1034,
b4=a4-b3=120 となります.
ただし,b4 は,
4つの約数が2の累乗,3の累乗,5の累乗,7の累乗に限る
ことから,容易に6・4・5・1=120 と求まり,
a4=b4+b3 として求める方が楽ではあります.
さらに,b5=0 ,a5=b4=120 であることは明らかでしょう.
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