今回は、日本ジュニア数学オリンピック(JJMO)2026年予選第2問を取り上げます。
a(a+b)(a+b+c)(a+b+c+d)というのは、a×(a+b)×(a+b+c)×(a+b+c+d)ということです。
そのまま中学入試に出されても何の不思議もない問題です。
a+b+c+d=1+2+3+4=10(=2×5)と気づくことがスタートラインです。
a+b+c+d以外に5の倍数が必要となります。
aは5の倍数となりえないから、a+bかa+b+cが5の倍数となりますが、a+b+c=10-dが5の倍数となることはないから、a+bが5の倍数となります。
そこで、a+bが5の倍数(実際には5)となる組合せを書き出して調べつくします。
a+bは1+4または2+3となり、下の(あ)、(い)の場合が考えられます。
(あ)P=a×(1+4)×(5+c)×10(aは1か4、cは2か3)のとき
なるべく大きいほうがよいから、a=4、c=3で試すと、P=4×5×8×10=40×40となり、確かに平方数となります。
この場合の他の組合せをチェックする必要はありませんね。
(い)P=a×(2+3)×(5+c)×10(aは2か3、cは1か4)のとき
10が偶数で、2+3は奇数だから、Pが平方数となるためには、aか5+cの少なくとも一方が偶数でないといけません。
この場合の組合せとしてありうるのは、(a,c)=(2,1)、(2,4)、(3,1)となります。
(a,c)=(2,4)で試すと、P=2×5×9×10=30×30となり、40×40より小さくなります。
当然(a,c)=(2,1)の場合も40×40より小さくなりますね。
また、(a,c)=(3,1)で試すと、P=3×5×6×10=30×30となり、40×40より小さくなります。
(あ)、(い)より、答えは40×40=1600となります。
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