灘中学校2023年2日目第1問(解答・解説)

(1)
81→84→42→21(3番目)→24→12→6→3→6→3・・・となり、6番目以降は、偶数番目は6となり、奇数番目は3となるから、2023番目は3となります。
(2)
 偶数→偶数または奇数
   ÷2
 奇数→偶数
   +3
となります。
逆から見ると、偶数の1つ前は偶数(2倍するとき)または奇数(3を引くとき)となり、奇数の1つ前は偶数(2倍する)となります。
初めで1になるという条件があるので、4のときに3を引けないことに注意しましょう。
 1 2 4 8 16 32 64
               29
            13 26
          5 10 20
                7
答えは7、20、26、29、64となります。
(3)
2進数で考えると、問題の操作は、奇数(1の位の数が1)のときは11を足し、偶数(1の位の数が0)のときは桁を1つ落とす(1の位の0を消す)ことになります。
 10−1=1→100(ここから2回)
 100−1=11→110→11(無限ループ)
 1000−1=111→1010→101→1000(ここから3回)
 10000−1=1111→10010→1001→1100→110(無限ループのパターン)
 100000−1=11111→100010→10001→10100(実際には、この時点で、何回か読み取れるはずです)→1010→101→1000(ここから3回)
 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
また、110、1010、10010、100010に着目しても規則性が読み取れるはずです。
ここまでで読み取れた規則をまとめると、
 2の1乗−1・・・3回 2の2乗−1・・・0回
 2の3乗−1・・・6回 2の4乗−1・・・0回
 2の5乗−1・・・9回 ・・・・・・・・・・・
 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
となるから、2の2023乗−1は、2023が(2023+1)÷2=1012番目の奇数であることより、3×1012=3036回の作業後に初めて1になることがわかります。


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