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OMC238

OMC238(D)

 11 以上 5050 以下の整数の集合を,最大の奇数の約数が同じである集合,すなわち {1,2,4,...,32},{3,6,...,48},{5,10,20,40},,{49}\{1,2,4,...,32\},\{3,6,...,48\},\{5,10,20,40\},\cdots, \{49\} に分割し,順に U1,U3,...,U49U_1,U_3,...,U_{49} とする.
 11 以上 4949 以下の相異なる奇数 i,ji,jxUix\in U_i および yUjy\in U_j に対して,xAx\in A かどうかは yAy\in A かどうかに影響しないので,k=1,3,...,49k=1,3,...,49 に対して,UkAU_k\cap A を定めれば良い.UkAU_k\cap A の定め方が uku_k だけあるとする.UkU_k の要素を小さい順に並べたとき,条件より隣り合う要素がどちらも AA の要素になることはないので,uku_k は次の数に等しい.

  • コインを左右に Uk|U_k| 個並べる方法であって,裏向きのコインが隣り合わないような並べ方の数.

コインが nn 個あるときの並べ方が FnF_n だけあるとすると,一番左のコインの表裏で場合分けすることで,次の漸化式を得る. Fn+2=Fn+1+FnF_{n+2}=F_{n+1}+F_n これと F1=2,F2=3F_1=2,F_2=3 より,F3=5,F4=8,F5=13,F6=21F_3=5,F_4=8,F_5=13,F_6=21 である.
 UkU_k の要素の数を調べると, Uk={6 (k=1)5 (k=3)4 (k=5)3 (k=7,9,11)2 (k=13,15,...,25)1 (k=27,29,...,49) |U_k|= \left\{ \begin{aligned} & 6 \ (k=1) \\ & 5 \ (k=3) \\ & 4 \ (k=5) \\ & 3 \ (k=7,9,11) \\ & 2 \ (k=13,15,...,25) \\ & 1 \ (k=27,29,...,49) \end{aligned} \right. であるので,NN の値は次のように計算できる. N=u1×u3××u49=FU1×FU3××FU49=F6×F5×F4×F33×F27×F112=21×13×8×53×37×212=2153853713\begin{aligned} N&=u_1\times u_3\times \cdots \times u_{49}\\ &=F_{|U_1|}\times F_{|U_3|}\times \cdots \times F_{|U_{49}|}\\ &=F_6\times F_5 \times F_4 \times F_3^3 \times F_2^7 \times F_1^{12}\\ &=21\times 13 \times 8 \times 5^3 \times 3^7 \times 2^{12}\\ &=2^{15}\cdot 3^{8}\cdot 5^{3}\cdot 7\cdot 13 \end{aligned} これの正の約数の個数は 2304\bf2304 である.

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