1から100までの自然数のうち、2, 5, 9の少なくとも1つで割り切れる数は何個あるかを求める問題です。

数論約数倍数包除原理整数の性質
2025/5/6

1. 問題の内容

1から100までの自然数のうち、2, 5, 9の少なくとも1つで割り切れる数は何個あるかを求める問題です。

2. 解き方の手順

まず、1から100までの自然数の中で、2の倍数の個数をn(A)n(A)、5の倍数の個数をn(B)n(B)、9の倍数の個数をn(C)n(C)とします。
n(A)=1002=50n(A) = \lfloor \frac{100}{2} \rfloor = 50
n(B)=1005=20n(B) = \lfloor \frac{100}{5} \rfloor = 20
n(C)=1009=11n(C) = \lfloor \frac{100}{9} \rfloor = 11
次に、2と5の最小公倍数である10の倍数の個数をn(AB)n(A \cap B)、5と9の最小公倍数である45の倍数の個数をn(BC)n(B \cap C)、2と9の最小公倍数である18の倍数の個数をn(CA)n(C \cap A)とします。
n(AB)=10010=10n(A \cap B) = \lfloor \frac{100}{10} \rfloor = 10
n(BC)=10045=2n(B \cap C) = \lfloor \frac{100}{45} \rfloor = 2
n(CA)=10018=5n(C \cap A) = \lfloor \frac{100}{18} \rfloor = 5
最後に、2, 5, 9の最小公倍数である90の倍数の個数をn(ABC)n(A \cap B \cap C)とします。
n(ABC)=10090=1n(A \cap B \cap C) = \lfloor \frac{100}{90} \rfloor = 1
包除原理を用いて、少なくとも1つで割り切れる数の個数を求めます。
n(ABC)=n(A)+n(B)+n(C)n(AB)n(BC)n(CA)+n(ABC)n(A \cup B \cup C) = n(A) + n(B) + n(C) - n(A \cap B) - n(B \cap C) - n(C \cap A) + n(A \cap B \cap C)
n(ABC)=50+20+111025+1=65n(A \cup B \cup C) = 50 + 20 + 11 - 10 - 2 - 5 + 1 = 65

3. 最終的な答え

65個

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