整数の性質の問題
次の 個の分数があります。
このうち、これ以上約分できない分数は何個ありますか。
この問題で使うもの
- 約分できない分数の個数(説明と入口の問題)
この問題を解けるようになるまで(6 技能)
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右端(太枠)がこの問題で使う技能です。左へドラッグすると、さらに前の前提をさかのぼれます。技能を押すと、そこまでの道筋が光ります。
ヒント
行き詰まったら、上から順に 1 つずつ開いてください。
ヒント 1
分母を素因数分解して、分子がどんな数の倍数のときに約分できるかを考えます。そのあと、ベン図を使って「〜でも〜でも割り切れない数の個数」を求めます。
ヒント 2
なので、分子が の倍数か の倍数なら約分できます。 から までで、 でも でも割り切れない数を数えます。
ヒント 3
から までに、 の倍数は 個、 の倍数は 個、 の倍数は 個あります。 または で割り切れる数は 個です。
答えと解説
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解説を読む
分数が約分できるのは、分母と分子に 以外の公約数があるときです。
まず、分母の を素因数分解すると
です。 の約数で 以外のものは、どれも か で割り切れます。したがって、分子が の倍数か の倍数のとき約分でき、 でも でも割り切れないとき約分できません。
そこで、分子の から までの整数のうち、「 でも でも割り切れない」ものの個数を、ベン図を使って求めます。
- の倍数: あまり より 個
- の倍数: あまり より 個
- でも でも割り切れる数( と の最小公倍数 の倍数): あまり より 個
または で割り切れる数は、重なりの 個を二重に数えないように
です。
よって、 でも でも割り切れない数は
です(実際に の 個です)。
したがって、これ以上約分できない分数は 個です。
別解
分子が 18 と 1 以外の公約数をもたなければ約分できない。 なので、分子が 2 の倍数でも 3 の倍数でもない数を数える。1 から 17 のうち、2 の倍数は 8 個(2, 4, …, 16)、3 の倍数は 5 個(3, 6, 9, 12, 15)、6 の倍数は 2 個(6, 12)。2 または 3 の倍数は 個。よって 個。
検算:該当する分子は 1, 5, 7, 11, 13, 17 の 6 個。