16 数 a0,a1,…,a7,b0,b1,…,b7 のうち 4 つにまず 6,7 を割り当てる方法は 4 通りあるが,その中で唯一 a7≤5 を満たすものは以下の場合である.
a0=b7=7,a6=b0=6
A が最小の状況を調べる上では,この場合を仮定し条件を満たす数の割り当てが見つけられれば十分であるので,まずはこれを仮定しよう.
ここで,以下 2 つの事実が得られる.
- anbn=0 なる n はちょうど 1 つである.
- am=bn かつ an=bm なる m,n (m=n) は存在しない.
このことから a0b0,a1b1,…,a7b7 の中に重複があるとすれば,その値は 1×6=2×3=6 または 2×6=3×4=12 であることが分かる.特に a6b6 は 6,12 のいずれかとならざるを得ないので,これより b6 のとり得る値は 1,2 のいずれかに絞られる.すると a7=b2=5 が従い,また,値が 4 となる変数の組み合わせは a1,b5 または a5,b1 に限られる.
ここで a5=b1=4 であるとすると,a4=b6=2,a3=b3=0 が順次従う.この時点で値が確定していない変数は a1,a2,b4,b5 の 4 つであるが,この中の 2 つに 1 を割り当てるのは不可能である.よってこれは不適である.
一方で a1=b5=4 であるとすると,a4=b1=3,a5=b6=1 が順次従い,さらに a3=b3=0,a2=b4=2 も確定する.これは a4b4=a6b6=6 を確かに満たしており,条件を満たす 16 数が確定したことになる.このとき A=56130247 であり,これが求める最小値である.
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