1から1000までの整数のうち、2, 3, 5の少なくとも2つで割り切れる数と、2, 3, 5の少なくとも1つで割り切れて、かつ6で割り切れない数の個数を求める問題です。

数論約数倍数包除原理整数の性質
2025/6/20

1. 問題の内容

1から1000までの整数のうち、2, 3, 5の少なくとも2つで割り切れる数と、2, 3, 5の少なくとも1つで割り切れて、かつ6で割り切れない数の個数を求める問題です。

2. 解き方の手順

まず、1から1000までの整数で、2, 3, 5のそれぞれで割り切れる数の個数を求めます。
* 2で割り切れる数:10002=500 \lfloor \frac{1000}{2} \rfloor = 500
* 3で割り切れる数:10003=333 \lfloor \frac{1000}{3} \rfloor = 333
* 5で割り切れる数:10005=200 \lfloor \frac{1000}{5} \rfloor = 200
次に、2, 3, 5のうち、2つの数で割り切れる数の個数を求めます。
* 2と3で割り切れる数(6で割り切れる数):10006=166 \lfloor \frac{1000}{6} \rfloor = 166
* 2と5で割り切れる数(10で割り切れる数):100010=100 \lfloor \frac{1000}{10} \rfloor = 100
* 3と5で割り切れる数(15で割り切れる数):100015=66 \lfloor \frac{1000}{15} \rfloor = 66
最後に、2, 3, 5の全てで割り切れる数の個数を求めます。
* 2, 3, 5で割り切れる数(30で割り切れる数):100030=33 \lfloor \frac{1000}{30} \rfloor = 33
(1) 2, 3, 5の少なくとも2つで割り切れる数:
これは、包除原理を使って求めます。まず、2つの数で割り切れる数の合計を計算します。
166+100+66=332 166 + 100 + 66 = 332
次に、3つの数全てで割り切れる数を引きます。
33233=299332 - 33 = 299
最後に、3つの数全てで割り切れる数を足します。
29933=33233=299299 -33 = 332-33 = 299
2, 3, 5の少なくとも2つで割り切れる数は、
10006+100010+1000152×100030=166+100+662×33=33266=266 \lfloor \frac{1000}{6} \rfloor + \lfloor \frac{1000}{10} \rfloor + \lfloor \frac{1000}{15} \rfloor - 2 \times \lfloor \frac{1000}{30} \rfloor = 166 + 100 + 66 - 2 \times 33 = 332 - 66 = 266
となります。
(2) 2, 3, 5の少なくとも1つで割り切れる数で、かつ6で割り切れない数:
まず、2, 3, 5の少なくとも1つで割り切れる数を求めます。これは包除原理を使用します。
10002+10003+1000510006100010100015+100030=500+333+20016610066+33=734 \lfloor \frac{1000}{2} \rfloor + \lfloor \frac{1000}{3} \rfloor + \lfloor \frac{1000}{5} \rfloor - \lfloor \frac{1000}{6} \rfloor - \lfloor \frac{1000}{10} \rfloor - \lfloor \frac{1000}{15} \rfloor + \lfloor \frac{1000}{30} \rfloor = 500 + 333 + 200 - 166 - 100 - 66 + 33 = 734
次に、この中から6で割り切れる数を引きます。6で割り切れる数は166個あります。
734166=568 734 - 166 = 568
ここで、求めたい数は、2, 3, 5の少なくとも1つで割り切れる数で、かつ6で割り切れない数です。6で割り切れる数は、2と3で割り切れる数なので、求めたい数は、2または3または5で割り切れる数から、6で割り切れる数を引けばよいです。
ただし、6で割り切れる数を引くときに、すでに除外されている数がないかを考慮する必要があります。
2, 3, 5の少なくとも1つで割り切れる数 = 2で割り切れる数 + 3で割り切れる数 + 5で割り切れる数 - (2,3で割り切れる数) - (2,5で割り切れる数) - (3,5で割り切れる数) + (2,3,5で割り切れる数)
6で割り切れる数を引くということは、(2,3で割り切れる数)を引くことなので、これはすでに引かれているため、再度引く必要はありません。
そこで、2か3または5で割り切れる数から6で割り切れる数を引きます。
これは、2で割り切れる数から6で割り切れる数を引く必要はありません。なぜなら、6で割り切れる数はすでに2で割り切れる数に含まれているからです。したがって、3で割り切れる数から6で割り切れる数を引くことはできません。2か3または5で割り切れる数は734なので、ここから6で割り切れる数166を引くと568になります。
2, 3, 5の少なくとも1つで割り切れて、かつ6で割り切れない数を求めます。
2,3,5の少なくとも1つで割り切れる数 = 734
6で割り切れる数 = 166
求める答え = 734 - 166 = 568

3. 最終的な答え

2, 3, 5の少なくとも2つで割り切れる数は266個です。
2, 3, 5の少なくとも1つで割り切れて、かつ6で割り切れない数は568個です。

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