日本ジュニア数学オリンピック(JJMO)2014年予選の問題
今回は、日本ジュニア数学オリンピック2014年予選第6問を取り上げ、解説します。
16nというのは、16×nのことです。
1と16の数字を入れ替えた設定(n×1+16とn×16+1)になっているのがおしゃれですね。
今回取り上げる問題ですが、中学入試でも昔からよく利用される「和と差の積=2乗の差」(関西学院中学部1996年算数2日目第1問(4)、南山中学校女子部2024年算数第1問(4)などの解答・解説を参照)を利用すれば簡単に解けます。
n+16=〇×〇、16n+1=□×□(〇は4より大きい整数(5以上の整数)、□は1より大きい整数(2以上の整数))とおくことができます。
1つ目の式の16倍と2つ目の式の差を考えると、(4×〇)×(4×〇)-□×□=255となります。
「和と差の積=2乗の差」を用いると、(4×〇+□)(4×〇-□)=255
(4×〇+□)と(4×〇-□)は255の約数のペアで、(4×〇+□)は、(4×〇-□)より大きく、4×5+2=22以上となります。
(4×〇+□)(4×〇-□)=255
255 1・・・①
85 3・・・②
51 5・・・③
あとは、和差算を解くだけです。
①のとき、〇=(255+1)/8=32、□=32×4-1=127、n=32×32-16=1008
②のとき、〇=(85+3)/8=11、□=11×4-3=41、n=11×11-16=105
③のとき、〇=(51+5)/8=7、□=7×4-5=23、n=7×7-16=33
一応、□も求めていますが、〇を求めた後すぐにnを求めてもよいでしょう。
下の問題もぜひ解いてみましょう。
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