は、素数だけのかけ算で と表せます。このことを使って、 の約数をすべてたした和を求めなさい。
約数の和(偶数の約数の和をふくむ)
素因数分解を使って、約数の和を のようなかけ算で求め、偶数の約数の和(例: 72 の偶数の約数の和は )や奇数の約数の和も求められる
前提
- 素因数分解と約数の個数 (算数 整数の性質)
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- 約数の見つけ方 (算数 整数の性質)
- 素因数分解と約数の個数 (算数 整数の性質)
説明
素因数分解を使って、ある整数の約数をすべてたした和を、約数を書き出さずにかけ算 1 回で求められるようになります(例: 72 の約数の和は )。さらに、約数のうち偶数だけ、または奇数だけの和も同じように求められます。約数の個数と同じく、中学入試の整数の問題でよく使います。
なぜそうしてよいのか
12 で考えます。 なので、約数は「2 を 0 こ・1 こ・2 こ使う(1, 2, 4 をかける)」と「3 を 0 こ・1 こ使う(1, 3 をかける)」の組み合わせでできます。これを表にすると次のようになります。
・1 の行: 、
・2 の行: 、
・4 の行: 、
表の 6 つのマスに、12 の約数 1, 2, 3, 4, 6, 12 がちょうど 1 回ずつ出てきます。
各行の和を見ると、1 の行は 、2 の行は 、4 の行は です。どの行も が共通なので、分配法則でまとめると、表全体の和は です。実際 となります。このように、それぞれの素数について「使える数(1 もふくむ)の和」をつくり、それらをかけると約数の和になります。
偶数の約数は、2 を少なくとも 1 こ使った約数です。表でいえば 1 の行を除いた 2 の行と 4 の行なので、和は です。奇数の約数は 2 を 1 こも使わない約数なので、1 の行だけで です。全部の和 28 から奇数の約数の和 4 をひいても、偶数の約数の和 が求められます。
手順
整数を素因数分解する(例: )
それぞれの素数について、1 とその素数を 1 こ、2 こ、… と使った数の和をつくる(例: 2 なら 、3 なら )
手順2 の和をすべてかけ合わせると、約数全部の和になる
偶数の約数の和は、2 のかっこから 1 を除いて( のようにして)かける。奇数の約数の和は、2 のかっこを使わずに(2 を 0 こ使う 1 だけにして)ほかのかっこをかける
たしかめとして、約数全部の和 = 偶数の約数の和 + 奇数の約数の和 になっているかを見る
例題
120 の約数のうち、偶数であるものの和を求めなさい。
例題の解答
手順1: 、、、、 なので、 です。
手順2: 2 は 、3 は 、5 は です。
手順4: 偶数の約数は 2 を少なくとも 1 こ使うので、2 のかっこから 1 を除きます。
手順5: たしかめ。約数全部の和は 、奇数の約数の和は で、 となり合っています。
答えは 336 です。
答え:
よくある誤り
かっこの中に 1 を入れ忘れて、約数全部の和を求めてしまう誤り。72 の約数の和を としてはいけません。1 は「その素数を 0 こ使う」場合なので、正しくは です。
偶数の約数の和で、2 以外のかっこからも 1 を除いてしまう誤り。72 の偶数の約数の和を としてはいけません。3 は 0 こ使ってもかまわないので、正しくは です。
素因数分解した素数をそのままたしてしまう誤り。 から、2 のかっこを としてはいけません。2 を 1 こ、2 こ、3 こ使った数は 2, 4, 8 なので、正しくは です。
かっこどうしをかけずにたしてしまう誤り。12 の約数の和を としてはいけません。表のすべてのマスの和なので、正しくは です。
この説明は AI が書き、別の AI が例題を独立に解いて答えを確かめ、説明を一歩ずつ査読しました。