東京大学理系 2026 年・第 6 問

を正の整数とする。 の正の約数のうち, で割って 余るものの個数を , で割って 余るものの個数を とする。

(1) , を求めよ。

(2) を示せ。

(3) であるとき, がとりうる値を求めよ。

余りは掛け算で決まる

です。約数は , , )の形で、全部で 個あります。 の倍数はないので、どれも で割って 余ります。

で割った余りは掛け算のたびに掛け合わされます。, , ですから、 です。 は余りを変えません。

つまり が偶数なら 余り、奇数なら 余ります。 個が偶数で 個が奇数、 個が偶数で 個が奇数です。

が偶数なのは 通り、奇数なのは 通りです。 通りとも余りを変えないので、, です。

を素因数ごとの積にする

一般の でも同じ見方をします。 の倍数である約数はどちらにも数えないので、 から の因数を落とした部分だけを考えれば足ります。

そこで を含まない と書きます。 で割って 余る素数、 余る素数です。約数は で、余りは です。

約数を 余るなら 余るなら と数えると、その合計がちょうど です。指数を独立に動かせるので、合計は素因数ごとの和の積になります。

からは からは が出ます。後者は が偶数なら 、奇数なら です。

積は か正

よって です。ここで が偶数なら 、奇数なら です。

前の積は正の整数、後ろの積は です。ですから 以上であり、 が示せました。

で割って 余る素数の指数が つでも奇数なら 、そうでなければ です。 で確かめると、 で割って 余る素数は (指数 )と (指数 )でどちらも偶数、 余る素数は (指数 )だけですから、差は です。 と合っています。

なお は、 の因数を落とした部分の約数の個数そのものです。この和と差から が決まります。

から を絞る

, とおきます。 で、 はすべての が偶数なら つでも奇数なら です。

すべて偶数のときは がどれも奇数なので は奇数です。 から で、 は偶数ですから のどれかです。

このとき なので、 に対して となります。 のように作れ、 の指数で好きな正の整数にできます。

に奇数があるときは で、 かつ が偶数であればよく、たとえば が当たります。以上より のとりうる値は です。

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