TAX de PAZZLE、2019年4月号の解答です。
1枚だけページが破れた本があります。破れていないページ番号を合計するとちょうど15,000になります。さて、破れたページは何ページ目でしょう?
※ページ番号は1からつけられており、奇数ページ(nページ)の裏が偶数ページ((n+1)ページ)となっています。
今回の問題は、ちょっと数学的な知識が必要だったかもしれません。
まず、問題文に本の全体のページ数が明記されていないことから、それを推測することから始めましょう。全体のページ数をNページとしましょう。そして、破られたページのページ数を「nページ」及び「(n+1)ページ」とおきます。(破れたページ1枚には2つのページ数が記載されていることに注意)
さて、あと問題文で与えられている条件は、ページ番号(ただし1枚破られた状態)の合計が15,000であるということだけです。なので、まずはページが破られていないものとして、1ページからNページまでの合計を計算してみましょう。
1+2+・・・+(N-1)+N=N(N+1)÷2 (※)
このようなΣの公式があったのを覚えていますか? こちらの数式の答えが15,000以上で15,000に近いものを考えてみましょう。
N(N+1)≒30000
この二次方程式を解くと、次のような候補があがります。
N=173のとき、(※)に代入したページ数合計は15,051ページ
N=174のとき、(※)に代入したページ数合計は15,225ページ
N=175のとき、(※)に代入したページ数合計は15,400ページ
N=175以上の場合は、1枚のページ数だけが破れてるという条件を満たすことができないため、不可。よって、本全体のページ数は173ページか174ページということになります。
N=174の場合、n+(n+1)=225となり、n=112となります。ということは、破れたページは112ページ及び113ページということになり、偶数ページの裏に奇数ページが来てしまうため、要件を満たしません。
N=173の場合、n+(n+1)=51となり、n=25となります。つまり、全173ページの本において25ページ及び26ページのページが破れているということで、すべての要件を満たします。