1より大きい整数に対して、次のような操作(*)を行います。
  操作(*):その整数が奇(き)数のときはその数に1を加え、その整数が偶(ぐう)数のときはその数を2で割る。
 操作(*)をくりかえし行い、はじめて1になったところで終了します。例えば、5に対して操作(*)をくりかえし行うと、5→6→3→4→2→1となるので、操作(*)を5回行うと終了します。
(1)13は操作(*)を何回行うと終了しますか。
(2)3けたの整数に操作(*)をくりかえし行います。最も多い回数を行って終了する3けたの整数は何ですか。また、その回数は何回ですか。
(3)操作(*)を10回行って終了する整数は全部で何個ありますか。
 

昔からよく出される問題で、いまさら感がありますね。

因みに、(2)と同様の問題は、数学オリンピック(JMO)でも出されています(日本数学オリンピック2003年予選第8問)。

 

 

(3)は甲陽学院でよく出される規則性が登場します。

甲陽学院の受験生なら落としてはいけないでしょう。

詳しくは、下記ページで。

 甲陽学院中学校2026年算数1日目第6問(問題)

 甲陽学院中学校2026年算数1日目第6問(解答・解説)

 

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 日本数学オリンピック2002年予選の問題

 

今回は2002年のJMOの予選第5問を取り上げます。

自然数というのは1以上の整数のことで、(m-2)2は(m-2)×(m-2)、m2-1はm×m-1のことです。

算数オリンピックやジュニア算数オリンピックにチャレンジする子だけでなく、最難関中学校の志望者なら解けてほしい問題です。

実際、中学入試にも同じような問題が出されていますからね。

近年の問題であれば、次のような問題などがあります。

 

因みに、今から30年以上前に次のような問題が出されています。

灘中学校1995年1日目第6問

 3けたの整数[ ]を4.5倍すると、百の位と一の位が入れかわった。

この問題の解法は、今回取り上げるJMOの解法(後半の処理)そのものです。

さて、JMOの問題を解いていきましょう。

まず、mの範囲を絞ります。

3桁の平方数の最小のものは10×10=100で、最大のものは31×31=961となります(32×32(2の10乗)=1024からすぐにわかりますね)。

(m-2)2について考えます。

 9×9×
 10×10
 31×31
 32×32×
だから、mは10+2=12以上31+2=33以下の整数となります(mが12のときなどは、百の位の数字と一の位の数字の入れ替えができませんが、そのことはとりあえず横に置いておきます(以下同じ))。

2-1について考えます。

 10×10-1×
 11×11-1
 31×31-1
 32×32-1×

だから、mは11以上31以下の整数となります。

結局、mは12以上31以下の整数となります。

下の面積図(2つの差を考えているので、2つの面積を重ね合わせています)より、(m-2)2とm2-1の差はm×2+m×2-4-1(足しすぎたら引くの利用)=m×4-5となります(上記のmの範囲では、(m-2)2<m2-1ですね)。

  

ところで、m2-1=□×100+△×10+○×1(□>○とできますね)とすると、(m-2)2=○×100+△×10+○×1となり、この2つのの差は□×99-〇×99=(□-○)×99となり、99の倍数となります(最難関中学校の受験生なら当然覚えているはずの知識でしょう)。

結局、m×4-5は、12×4=5=43以上31×4-5=119以下の99の倍数となるから、m×4-5=99となり、mは(99+5)/4=26となります

m=26のとき、(26-2)2=576となり、262-1=675となり、確かにすべての条件を満たしていますね。

したがって、m=26だけが答えとなります。

 

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 赤い乗り物と青い乗り物にA君、B君、C君、D君の4人が分かれて乗ります。どちらの乗り物も3人まで乗ることができます。乗る位置は考えないでよいものとするとき、乗り方は[ ]通りあります。

 

場合の数の基本問題ですが、選択した解法によって時間面で大きな差が生じます。

11人の人が乗車定員10人の2台の乗り物に乗る場合などを考えてみるとよいでしょう。

詳しくは、名古屋中学校2026年算数第2問(5)の解答・解説で。

 

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 次のような5けたの偶数(万の位に0はこない)はいくつあるか答えなさい。(3)は求め方を式と言葉を用いて書くこと。
(1)20264や64220のように0、4、6を1回、2を2回使ってできる偶数
(2)20126や20962のように2を2回、0と6を1回、奇数を1回使ってできる偶数
(3)20260や20262のように0、2、6の3種類のみをいずれも1回は使ってできる偶数

 

高槻中学校で昔からよく出される順列と組合せの問題です。

 

 

 

 

メインの問題と(1)、(2)は無関係です(そもそも使用できる数字の構成が異なりますからね)。
順列・組合せをマスターしていれば簡単に解ける問題ですが、同じようなことの繰り返しでしつこいなぁという感じがします。
各小問で条件が微妙に変わっていてケアレスミスをしやすい問題だから、注意が必要です。

詳しくは、下記ページで。

 高槻中学校2026年B算数第4問(問題)

 高槻中学校2026年B算数第4問(解答・解説)

 

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①103103を4つの素数の積で表しなさい。ただし、素数とは1とその数自身しか約数を持たない整数のことです。
②103103や257257のように、3桁の整数を2回くり返してできた6桁の数を考えます。このような数のうち364で割り切れるものは何個ありますか。

 

昔からよくある問題で、問題を見た瞬間に1001=7×11×13が思い浮かぶはずです。

 

 

①も②も解くのに30秒もかかりません。

時間勝負の普通部の入試においては、短時間で解けるかどうかが勝負の分かれ目です。

詳しくは、下記ページで。

 慶應義塾普通部2026年算数第4問(問題)

 慶應義塾普通部2026年算数第4問(解答・解説)

 

余裕のある人は下の問題を解いてみるとよいでしょう。