マル太の『道草日記』

ほぼ毎日更新――

問題6、問題7、問題8の解き方

 きょうは――

 問題6、問題7、問題8の解(と)き方をのべます。

 

 これら3つの問題は――

 いずれも問題5から作りだされたものでした。

 

 問題5は――

 以下の通りです。

 

   *

 

問題5

 1 以上の整数が次のように順に並(なら)んでいる。

  1、2、3、4、5、……、?

 これら整数の平均(へいきん)は、これら整数から 7 と 14 とを除(のぞ)いても、変わらない、という。これら整数は、いくつまで並んでいるか(「?」に当たる整数は何か)求めよ。

 

   *

 

 この問題の、

 ――解き方の前半

 から、問題6と問題7が――

 

 ――解き方の後半

 から、問題8が作りだされています。

 

 では――

 まず、問題6について――

 

   *

 

問題6

 1 から 20 までの整数が順に並んでいる。

  1、2、3、4、5、……、20

(1)これら整数の平均を求めよ。

(2)これら整数から 7 と 14 とを除いたものの平均を求めよ。

(3)これら整数から 2 つの整数を除いたものの平均が(1)で求めた平均と同じとき、除いた 2 つの整数の組み合わせを、できるだけ多く求めよ。

 

(1)

 

  1、2、3、4、5、……、20

 の平均は、

  1 から 20 までの和 ÷ 20

 である――

 

 ここで、

 

  1 から 20 までの和

  = 1 + 2 + 3 + 4 + 5 + …… + 20

 

 であり、

 

  1 から 20 までの和

  = 20 から 1 までの和

  = 20 + 19 + 18 + 17 + 16 + …… + 1 

 

 であるから――

 

  “ 1 から 20 までの和”の 2 倍

  =  1 + 2 + 3 + 4 + 5 + …… + 20

  + 20 + 19 + 18 + 17 + 16 + …… + 1 

  = 21 + 21 + 21 + 21 + 21 + …… + 21

  = 21 × 20

 

 である――

 

 よって、

 

   1 から 20 までの和

  = 21 × 20 ÷ 2

 

 であるから――

 

  1、2、3、4、5、……、20

 の平均は、

 

  1 から 20 までの和 ÷ 20

  =( 21 × 20 ÷ 2 )÷ 20

  = 10.5

 

 とわかる――

 

(2)

 

  1、2、3、4、5、……、20

 から 7 と 14 とを除いたものの平均は、

  ( 1 から 20 までの和 − 7 − 14 )÷( 20 − 2 )

 である――

 

 一方、(1)の結果から、

 

   1 から 20 までの和

  = 21 × 20 ÷ 2

 

 であるから――

 

  1、2、3、4、5、……、20

 から 7 と 14 とを除いたものの平均は、

 

  (21 × 20 ÷ 2 − 7 − 14 )÷( 20 − 2 )

  = 10.5

 

 とわかる――

 

(3)

 

  1、2、3、4、5、……、20

 から 2 つの整数を除いたものの平均は、

  ( 1 から 20 までの和 − 除かれる 2 つの整数の和 )÷( 20 − 2 )

 である――

 これが(1)で求めた平均と同じであるなら、

 

  除かれる 2 つの整数の和

  = 7 + 14

  = 21

 

 とわかるので――

 求める 2 つの整数の組み合わせは、和が 21 になる 2 つの整数であるとわかり、

 

  1、20

  2、19

  3、18

  4、17

  5、16

  6、15

  7、14

  8、13

  9、12

  10、11

 

 とわかる――

 

   *

 

 つづいて、問題7です。

 

   *

 

問題7

 1 から 100 までの整数が順に並んでいる。

  1、2、3、4、5、……、100

 これら整数から、

  21、22、23、24、25、……、40

 と、

  61、62、63、64、65、……、80

 とを除いたものの平均を求めよ。

 

 

  1、2、3、4、5、……、100

 の平均は、

  1 から 100 までの和 ÷ 100

 である――

 

 ここで、

 

  1 から 100 までの和

  = 1 + 2 + 3 + 4 + 5 + …… + 100

 

 であり、

 

  1 から 100 までの和

  = 100 から 1 までの和

  = 100 + 99 + 98 + 97 + 96 + …… + 1 

 

 であるから――

 

  “ 1 から 100 までの和”の 2 倍

  =  1 + 2 + 3 + 4 + 5 + …… + 100

  + 100 + 99 + 98 + 97 + 96 + …… + 1 

  = 101 + 101 + 101 + 101 + 101 + …… + 101

  = 101 × 100

 

 である――

 

 よって、

 

   1 から 100 までの和

  = 101 × 100 ÷ 2

 

 であるから――

 

  1、2、3、4、5、……、100

 の平均は、

 

  1 から 100 までの和 ÷ 100

  =( 101 × 100 ÷ 2 )÷ 100

  = 50.5

 

 とわかる――

 

 一方、

  21、22、23、24、25、……、40

 と、

  61、62、63、64、65、……、80

 とを合わせた平均は、

  ( 21 から 40 までの和 + 61 から 80 までの和)÷( 20 + 20 )

 であり――

 

  61、62、63、64、65、……、80

 の和を、

  80 + 79 + 78 + 77 + 76 + …… + 60

 で示(しめ)すように、逆の順に足して求めれば、

 

  21 から 40 までの和 + 61 から 80 までの和

  = 101 × 20

 

 とわかるから――

 

  21、22、23、24、25、……、40

 と、

  61、62、63、64、65、……、80

 とを合わせた平均は、

 

  (21 から 40 までの和 + 61 から 80 までの和)÷( 20 + 20 )

  = 101 × 20 ÷( 20 + 20 )

  = 50.5

 

 とわかる――

 

 よって、

  1、2、3、4、5、……、100

 から、

  21、22、23、24、25、……、40

 と、

  61、62、63、64、65、……、80

 とを除いたものの平均は、

  1、2、3、4、5、……、100

 の平均と同じ、

  10.5

 とわかる――

 

   *

 

 最後は、問題8です。

 

   *

 

問題8

 1 以上の整数が次のように順に並んでいる。

  1、2、3、4、5、……、?

 これら整数の平均が 2,024 であるとき、これら整数は、いくつまで並んでいるか(「?」に当たる整数は何か)求めよ。

 

 

  1

 の平均は、

  1 ÷ 1

  =1

 であり――

 

  1、2

 の平均は、

  ( 1 + 2 )÷ 2

  = 1.5

 であり――

 

  1、2、3

 の平均は、

  ( 1 + 2 + 3 )÷ 3

  = 2

 であり――

 

  1、2、3、4

 の平均は、

  ( 1 + 2 + 3 + 4 )÷ 4

  = 2.5

 であり――

 

  1、2、3、4、5

 の平均は、

  ( 1 + 2 + 3 + 4 + 5 )÷ 5

  = 3

 であることから――

 

  1、2、3、4、5、……、?

 の平均は――

 整数「?」が 2 の倍数であれば、

  1、2、3、4、5、……、?

 の真ん中に並んでいる 2 つの整数のうち、小さいほうの整数に 0.5 を足した小数と同じであるとわかり――

 整数「?」が 2 の倍数でなければ、

  1、2、3、4、5、……、?

 の真ん中に並んでいる整数と同じとわかる――

 

 いま、

  1、2、3、4、5、……、?

 の平均は、

  2,024

 なので――

 

  1、2、3、4、5、……、?

 の真ん中に並んでいる整数は、2,024 であるとわかる――

 

  1、2、3、4、5、……、?

 の整数のうち、2,024 の左側には 2,023 コの整数が並んでいるから、2,024 の右側には 2,023 コの整数が並んでいるとわかる――

 

 よって――

 整数「?」は 4,047 とわかる――

 

   *

 

 3つの問題の解き方を全部のべていたら――

 何だか、すごく長くなってしまいましたね。

 

 もう少し短く、まとめられるかと思っていましたが――

 まったく、そんなことはありませんでした。

 

 ……

 

 ……

 

 というわけで――

 きょうは、この辺りで――(笑

 

 『10 歳の頃の貴方へ――』