分母が一定の既約分数の和(A)
★★★☆☆☆☆(共通テスト) / 作成者: shonan / 2026/10/24
🔁 類題: 分母が一定の既約分数の和(B) (★★★☆☆☆☆(共通テスト))
問題
$1$ より大きく $3$ より小さい分数で,$15$ を分母とする既約分数の総和を求めよ.
求める分数は $\dfrac{k}{15}$($16\leqq k\leqq 44$,$k$ は $15$ と互いに素)である.$k$ が $15$ と互いに素であるのは,$k$ が 3 の倍数でも 5 の倍数でもないときである.
$16\leqq k\leqq 44$ の整数 $k$ 全体の和は $\dfrac{29(16+44)}{2}=870$.このうち
3 の倍数 $18,\ 21,\ \cdots,\ 42$(9 個)の和は $\dfrac{9(18+42)}{2}=270$
5 の倍数 $20,\ 25,\ \cdots,\ 40$(5 個)の和は $\dfrac{5(20+40)}{2}=150$
15 の倍数は $30$ のみ.
よって,$15$ と互いに素な $k$ の和は $870-270-150+30=480$.求める総和は
\[ \frac{480}{15}=32 \]
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