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第1問

1111 で割り切れ、かつ N/11N/11 が NN の各桁の数字の平方の和に等しいような、すべての3桁の数 NN を求めよ。
ステップ 5/6: 場合B(繰り上がりあり):a+b ≥ 10 のとき桁は a+1, a+b−10, b になる
(a+1)2+(a+b−10)2+b2=10a+b⇒2a2+2ab+2b2−28a−21b+101=0(a+1)^2+(a+b-10)^2+b^2=10a+b \Rightarrow 2a^2+2ab+2b^2-28a-21b+101=0
詳しい解説

a+b≥10a+b\ge10 のとき、100a+b100a+b に 10(a+b)10(a+b) を加えると繰り上がりが生じる:百の位は a+1a+1、十の位は a+b−10a+b-10 となり(一の位 bb は変わらない)。桁の平方和の条件は (a+1)2+(a+b−10)2+b2=10a+b(a+1)^2+(a+b-10)^2+b^2=10a+b となり、展開すると 2a2+2ab+2b2−28a−21b+101=02a^2+2ab+2b^2-28a-21b+101=0 を得る。先と同様の偶奇性の議論(b=2B+1b=2B+1 とおいて偶奇を調べる)により bb は奇数でなければならず、実際に b=3b=3 または b=7b=7 となる。