出題(2026年8月号掲載分)/応募締切(8月8日)/解答(2026年11月号掲載)

エレガントな解答をもとむ(数学セミナー)| 2026.07.09
 『数学セミナー』のコーナー「エレガントな解答をもとむ」の出題を掲載します.奮ってご応募ください.解答・講評(3ヶ月後)は,本誌にてご確認ください.

(毎月10日頃の掲載予定)

$\def\t#1{\text{#1}}\def\dfrac#1#2{\displaystyle\frac{#1}{#2}}$

出題1

(1) 次の条件を満たす 2 つの $k\ (\geqq 1)$ 桁の正の整数の組 $(x,y)$ は,各 $k$ に対して何組存在するかを求めよ:$x$ の後ろに $y$ を並べて得られる $2k$ 桁の整数が,$x$ と $y$ の積によって割り切れる.

例えば,$(17,34)$ は条件を満たす 2 桁の整数の組であり,その商は $\dfrac{1734}{17 \times 34}=3$ となる.$(143,143)$ は条件を満たす 3 桁の整数の組であり,その商は $\dfrac{143143}{143 \times 143}=7$ となる.

(2) 2 つの正の整数(桁数が異なっていてもよい)を並べて得られる整数が,それらの整数の積によって割り切れるとき,その商をすべて列挙せよ.

例えば,$(3,15)$ は条件を満たす整数の組であり,その商は $\dfrac{315}{3 \times 15}=7$ となる.

ただし,(1) と (2) のいずれの問いも,2 つの整数は最高位が 0 でないものとする.

出題: 山下登茂紀 (近畿大学理工学部), 黒川 瞬 (大阪大学大学院情報科学研究科)

出題2

自然数 $n$ に対して $[n]=\{1,2,\cdots,n\}$ とおき,$[n]$ の部分集合全体を $2^{[n]}$ とかく.例えば,$2^{[2]}=\{\emptyset,\{1\},\{2\},\{1,2\}\}$ である.

$[n]$ の部分集合の集まり $\mathcal F\subset 2^{[n]}$ が性質 $P_n$ をもつとは,$\mathcal F$ に属する部分集合で $[n]$ の分割が得られないことをいう.詳しく述べると,任意の $r\geqq 1$ と任意の $F_1,F_2,\cdots,F_r\in\mathcal F$ に対して,次の条件が成り立つことである : $1\leqq i<j\leqq r$ をみたす任意の $i,j$ について $F_i\cap F_j=\emptyset$ ならば,$F_1\cup F_2\cup\cdots\cup F_r\neq[n]$. 例えば,$\mathcal G\subset 2^{[n]}$ を $\mathcal G=\{G\subset[n]:n\not\in G\}$ と定めると,$\mathcal G$ は性質 $P_n$ をもつ.

実数 $0<p<1$ に対して,$p$ による $\mathcal F\subset 2^{[n]}$ の大きさ $|\mathcal F|_p$ を $|\mathcal F|_p=\displaystyle\sum_{F\in\mathcal F}p^{|F|}(1-p)^{n-|F|}$ と定める.

問1  上の $\mathcal G\subset 2^{[n]}$ について,$|\mathcal G|_p=1-p$ を示せ.

問2  $p=\dfrac12$ のとき,性質 $P_n$ をもつ $\mathcal F\subset 2^{[n]}$ は $|\mathcal F|_{\frac12}\leqq\dfrac12$ をみたすことを示せ.

問3  性質 $P_n$ をもつ $\mathcal F\subset 2^{[n]}$ で,$|\mathcal F|_p>0.99$ をみたす $\dfrac13<p<\dfrac12$ と $\mathcal F\subset 2^{[n]}$ の例を見つけよ.

問4  $p=\dfrac13$ のとき,性質 $P_n$ をもつ $\mathcal F\subset 2^{[n]}$ は $|\mathcal F|_{\frac13}\leqq\dfrac23$ をみたすか?

一見,面白さがわかりにくいですが,不思議な現象がみられます.部分的な解答も歓迎します.

出題:徳重典英 (琉球大学教育学部)

応募規定[解答掲載2026年11月号]

郵送の場合

B5判の用紙をご使用のうえ,解答用紙 1 枚ごとにA:出題の番号(例:8月号出題1),B:住所,氏名(ふりがなも明記,誌上での仮名を希望される方は,こちらに明記),年齢,職業を記入して,下記宛先までお送りください.

〒170-8474 東京都豊島区南大塚3-12-4
日本評論社 数学セミナー〈エレガントな解答をもとむ〉係

メール送信の場合

B5判のサイズで,解答用紙 1 枚ごとにA:出題の番号(例:8月号出題1),B:住所,氏名(ふりがなも明記,誌上での仮名を希望される方は,こちらに明記),年齢,職業を記入して,下記フォームから PDF ファイルを送信して下さい (ファイルサイズ10MBまで).

解答記載に LaTeX ご利用の方は,テンプレートもご活用下さい.テンプレート利用は任意です.またテンプレートの漢字コードはUTF8です.ファイルが文字化けするときは適宜変換してお使いください.

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    注意事項

    • 締切:2026年8月8日
    • 二題に応募されるときは,郵送の場合は解答用紙を,メール送信の場合はファイルを,出題ごとにかえてください.
    • 年齢を忘れずにお書きください.
    • 解答用紙は両面の使用を不可とします.
    • 解答用紙はご返却できません.
    • 問題のご感想も歓迎します.
    • 出題掲載号:数学セミナー2026年8月号
    • 解答・講評は,本誌2026年11月号にてご確認ください.

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