問題は以下の2つです。 (1) 1から100までの整数のうち、2, 3, 7の少なくとも1つで割り切れる数は何個あるか。 (2) 1から100までの整数のうち、2では割り切れるが、3でも7でも割り切れない数は何個あるか。

数論整数の性質包除原理割り算約数
2025/4/16

1. 問題の内容

問題は以下の2つです。
(1) 1から100までの整数のうち、2, 3, 7の少なくとも1つで割り切れる数は何個あるか。
(2) 1から100までの整数のうち、2では割り切れるが、3でも7でも割り切れない数は何個あるか。

2. 解き方の手順

(1) 2, 3, 7の少なくとも1つで割り切れる数の個数を求める。これは包除原理を利用して計算します。
まず、1から100までの整数で、2で割り切れる数は 1002=50\lfloor \frac{100}{2} \rfloor = 50個、3で割り切れる数は 1003=33\lfloor \frac{100}{3} \rfloor = 33個、7で割り切れる数は1007=14\lfloor \frac{100}{7} \rfloor = 14個です。
次に、2と3で割り切れる数(6で割り切れる数)は1006=16\lfloor \frac{100}{6} \rfloor = 16個、2と7で割り切れる数(14で割り切れる数)は10014=7\lfloor \frac{100}{14} \rfloor = 7個、3と7で割り切れる数(21で割り切れる数)は10021=4\lfloor \frac{100}{21} \rfloor = 4個です。
最後に、2と3と7で割り切れる数(42で割り切れる数)は10042=2\lfloor \frac{100}{42} \rfloor = 2個です。
包除原理より、2, 3, 7の少なくとも1つで割り切れる数は、
50+33+141674+2=7250 + 33 + 14 - 16 - 7 - 4 + 2 = 72個です。
(2) 2で割り切れるが、3でも7でも割り切れない数を求める。
まず、2で割り切れる数は50個です。
次に、2で割り切れてかつ3で割り切れる数(6で割り切れる数)は16個です。
また、2で割り切れてかつ7で割り切れる数(14で割り切れる数)は7個です。
2で割り切れてかつ3でも7でも割り切れる数(42で割り切れる数)は2個です。
2で割り切れて3で割り切れない数は、5016=3450 - 16 = 34個ではありません。
まず、2で割り切れる数(50個)から、2で割り切れて3で割り切れる数(16個)と、2で割り切れて7で割り切れる数(7個)を引きます。
50167=2750 - 16 - 7 = 27
しかし、この計算では2で割り切れてかつ3でも7でも割り切れる数(42で割り切れる数)(2個)を引きすぎているので、2を加えます。
50167+2=2950 - 16 - 7 + 2 = 29

3. 最終的な答え

(1) 72個
(2) 29個

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