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OMC223

OMC223(A) - 包除原理

ユーザー解説 by jjmmxx

 x,y,zx,y,z が相異なるような組の総数を 66 で割った値が求める値に等しい.代わりに,「x,y,zx,y,z のうち,少なくとも 22 つは等しい」ような (x,y,z)(x,y,z) の総数 SS を数える.

 x=y, y=z, z=xx=y, ~ y=z, ~ z=x なる (x,y,z)(x,y,z) の集合をそれぞれ A,B,CA,B,C とおく.すると包除原理,および A,B,CA,B,C に対する対称性より S=ABC=3A3AB+ABCS = |A \cup B \cup C| = 3|A| - 3|A \cap B| + |A \cap B \cap C| が分かる.また AB=ABCA \cap B = A \cap B \cap C であるから, S=3A2ABS = 3|A| - 2|A \cap B| である.
 A|A| について,30630^6 の平方数の正の約数は (3+1)3=64(3+1)^3 = 64 個あり,符号を考慮すればそれぞれ 22 通りあるため,A=128|A| = 128 が分かる.
 AB|A \cap B| について,これは x=y=z=302x=y=z=30^2 に限られるので AB=1|A \cap B| = 1

 以上より,S=382S = 382 なので,求める値は 4×283S6=14571.\frac{4×28^3-S}{6} = \mathbf{14571}.