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東京大学 2005年度
文理共通数学 文科第2問・理科第4問

問題

3以上9999以下の奇数で,が10000で割り切れるものをすべて求めよ。

出典:東京大学 2005年度 前期日程 第2次学力試験 文理共通 文科第2問・理科第4問

方針

整数条件は で割り切れることに尽きる。連続する2整数 は互いに素で,さらに は奇数なので, は必ず 側に入る。残る は互いに素な2因子のどちらか一方に丸ごと入るため, の2場合を調べればよい。最後に の範囲と奇数条件を確認する。

解答

まず である。また,連続する2整数 は互いに素であるから, で割り切れるかどうかは,各素因数のまとまりが のどちらに入るかで決まる。 は奇数なので, で割り切れない。したがって で割り切れるためには でなければならない。すなわち である。

次に について考える。 は互いに素であるから, または のどちらか一方を割り切る。 のとき,すでに であり, は互いに素なので となる。よって である。しかし にこの合同式を満たす整数は存在しない。 のとき, とおく。範囲 より である。また だから, と同値である。 の中でこれを満たすのは だけである。したがって を得る。

実際, は奇数であり, の両方で割り切れる。 は互いに素なので,これは で割り切れる。よって求める値は である。