P, Q, Rの3人が1号室から18号室までのアパートに住んでいます。ただし、4号室、9号室、13号室は欠番です。3人の部屋番号の合計は41で、Pの部屋番号はQの部屋番号より8大きいことが分かっています。このとき、Rの部屋番号を求めます。

代数学連立方程式整数問題条件探索論理的思考
2025/3/21

1. 問題の内容

P, Q, Rの3人が1号室から18号室までのアパートに住んでいます。ただし、4号室、9号室、13号室は欠番です。3人の部屋番号の合計は41で、Pの部屋番号はQの部屋番号より8大きいことが分かっています。このとき、Rの部屋番号を求めます。

2. 解き方の手順

まず、P, Q, Rの部屋番号をそれぞれ p,q,rp, q, r とします。
問題文から以下の条件がわかります。
* p+q+r=41p + q + r = 41
* p=q+8p = q + 8
これらの式を連立して解きます。
p=q+8p = q + 8p+q+r=41p + q + r = 41 に代入すると、
(q+8)+q+r=41(q + 8) + q + r = 41
2q+r+8=412q + r + 8 = 41
2q+r=332q + r = 33
r=332qr = 33 - 2q
ここで、1から18までの整数で、4, 9, 13を除いたものが部屋番号の候補となります。p,q,rp, q, r はこれらのいずれかの値を取ります。また、p>qp > q であることに注意します。
r=332qr = 33 - 2q を満たす整数qqを見つけ、それに対応するp=q+8p = q + 8rrの値が、1から18までの整数で4, 9, 13を除いた候補に含まれているか確認します。
q=1q = 1 のとき、 r=332(1)=31r = 33 - 2(1) = 31。これは範囲外なので不適。
q=2q = 2 のとき、 r=332(2)=29r = 33 - 2(2) = 29。これも範囲外なので不適。
q=3q = 3 のとき、 r=332(3)=27r = 33 - 2(3) = 27。これも範囲外なので不適。
q=5q = 5 のとき、 r=332(5)=23r = 33 - 2(5) = 23。これも範囲外なので不適。
q=6q = 6 のとき、 r=332(6)=21r = 33 - 2(6) = 21。これも範囲外なので不適。
q=7q = 7 のとき、 r=332(7)=19r = 33 - 2(7) = 19。これも範囲外なので不適。
q=8q = 8 のとき、 r=332(8)=17r = 33 - 2(8) = 17。このとき、p=q+8=8+8=16p = q + 8 = 8 + 8 = 16。このときp=16p=16, q=8q=8, r=17r=17で、いずれも部屋番号の条件を満たします。
q=10q = 10 のとき、 r=332(10)=13r = 33 - 2(10) = 13。しかし、13号室は欠番なので不適。
q=11q = 11 のとき、 r=332(11)=11r = 33 - 2(11) = 11。このとき、p=q+8=11+8=19p = q + 8 = 11 + 8 = 19。範囲外なので不適。
q11q \ge 11 の場合、ppの値が18を超えてしまうので考える必要はありません。
よって、p=16,q=8,r=17p = 16, q = 8, r = 17 が唯一の解です。したがって、Rの部屋番号は17です。

3. 最終的な答え

17