筑波大学附属駒場高等学校17年第2問(解答・解説)


ルジャンドルの定理にまつわる有名問題です。
(1)
0が並ぶ個数は、10(2×5)で割り切れる(商は整数の範囲で考えます)回数です。
2で割り切れる回数よりも5で割り切れる回数のほうが明らかに少ないので、5で割り切れる回数を考えれば足ります。
以下の割り算では、「5と2は仲良し」(5×2=10、25×4=100、125×8=1000、・・・)を利用して暗算で計算しています。
 1から2012までの5の倍数の個数は[2012÷5]=402個 ←[○]は、○を超えない最大の整数を表します。
 1から2012までの25(5×5)の倍数の個数は[2012÷25]=80個
 1から2012までの125(5×5×5)の倍数の個数は[2012÷125]=16個
 1から2012までの625(5×5×5×5)の倍数の個数は[2012÷625]=3個
 1から2012までの3125(5×5×5×5×5)の倍数の個数はあきらかに0個
だから、1から2012までの整数をかけあわせた数は、一の位から0が
  402+80+16+3 ←例えば、25の倍数は、5の倍数と25の倍数のところでカウントされていますが、実際、5で2回割り切れるので、ちょうどよくなりますね。
 =501個
と並んでいることになります。
(2)
(1)と同様にして解くだけです。
その際、(1)の計算結果を利用すれば暗算で求められるでしょう。
 1から4024までの5の倍数の個数は[4024÷5]=804個
 1から4024までの25(5×5)の倍数の個数は[4024÷25]=160個
 1から4024までの125(5×5×5)の倍数の個数は[4024÷125]=32個
 1から4024までの625(5×5×5×5)の倍数の個数は[4024÷625]=6個
 1から4024までの3125(5×5×5×5×5)の倍数の個数は[4024÷3125]=1個
 1から4024までの15625(5×5×5×5×5×5)の倍数の個数はあきらかに0個
だから、2013から4024までの整数をかけあわせた数は、一の位から0が
  804+160+32+6+1−501
 =502個
と並んでいることになります。
(3)
(1)、(2)の結果と2012が501の4倍ぐらいであることから、答えが2012×4=8048あたりだと見当がつきますね。
 1から8048までの5の倍数の個数は[8048÷5]=1609個
 1から8048までの25(5×5)の倍数の個数は[8048÷25]=321個
 1から8048までの125(5×5×5)の倍数の個数は[8048÷125]=64個
 1から8048までの625(5×5×5×5)の倍数の個数は[8048÷625]=12個
 1から8048までの3125(5×5×5×5×5)の倍数の個数は[8048÷3125]=2個
 1から8048までの15625(5×5×5×5×5×5)の倍数の個数はあきらかに0個
だから、1から8048までの整数をかけあわせた数は、一の位から0が
  1609+321+64+12+2
 =2008個
と並んでいることになり、5で割り切れる回数を2012−2008=4個増やす必要があります。
 8050・・・5で2回だけ割り切れます。
 8055・・・5で1回だけ割り切れます。
 8060・・・5で1回だけ割り切れます。
したがって、1から8060までの整数をかけあわせたときにはじめて一の位から0が2012個並び、6064までの整数をかけても0の個数は変わらず、8065までかけてしまうと0の個数が増えてしまうから、答えは8060、8061、8062、8063、8064となります。



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