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与えられた数が全て素数となるかどうかについて考える問題で、初見だと差が付く問題でしょう。
解答だけ聞いてしまうと、あっさりと終わってしまいます。
初見であれば、ある程度は時間をとって考えてみてほしいと思います。
(以下ネタバレ注意)
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ホントかよ?
この手の類の問題では
「ホントかよ?」
という気持ちで全て素数となるように「最善を尽くしてみる」ことが大事です。
その過程の実験で、「どう頑張っても合成数が紛れ込んでしまう」ということになるわけですが、その合成数が「何の倍数か」ということを発見したいところです。
実験→予想→証明
本問においては、実験の段階で
「各 \(n\) の値に対して、必ず3の倍数が紛れ込む」
ということを見いだせれば、前進です。
あとはそれを証明する流れになります。
証明の手法は
実験で見出した「各 \(n\) の値に対して、必ず3の倍数が紛れ込む」ということを示す際には、
整数問題の基本手法
整数問題の有力方針
- 積の形から約数の拾い上げ
- 余りで分類
- 評価する(範囲を絞る)
の中の、「余りで分類」という態度です。
本問においては、\(n\) を3で割った余りで分類して考えます。
類題について
例題は証明問題でしたが、類題は求値問題です。
類題はこちら(画像をクリックするとPDFファイルで開きます。)
例題の解答はコチラ
類題の解答はコチラ