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Noppi, 2024/01/16 09:32


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Problem 45

Triangular, Pentagonal, and Hexagonal

Triangle, pentagonal, and hexagonal numbers are generated by the following formulae:

Triangle $T_n=n(n+1)/2$ $1, 3, 6, 10, 15, \dots$
Pentagonal $P_n=n(3n - 1)/2$ $1, 5, 12, 22, 35, \dots$
Hexagonal $H_n=n(2n - 1)$ $1, 6, 15, 28, 45, \dots$

It can be verified that $T_{285} = P_{165} = H_{143} = 40755$.

Find the next triangle number that is also pentagonal and hexagonal.

三角数, 五角数, 六角数

三角数, 五角数, 六角数は以下のように生成される.

三角数 $T_n=n(n+1)/2$ $1, 3, 6, 10, 15, \dots$
五角数 $P_n=n(3n - 1)/2$ $1, 5, 12, 22, 35, \dots$
六角数 $H_n=n(2n - 1)$ $1, 6, 15, 28, 45, \dots$

$T_{285} = P_{165} = H_{143} = 40755$ であることが分かる.

次の三角数かつ五角数かつ六角数な数を求めよ.

(import (scheme base)
        (gauche base)
        (scheme vector))

; 40755 から次の五角数を 10_0000 個求めてみる
; 10_0000 個目の値は 15050091750 だった
(define pentagonal-num
  (let ([table (make-vector 10_0001)])
    (let loop ([i 0] [current 41750] [inc 502])
      (cond
        [(< 10_0000 i) table]
        [else
          (vector-set! table i current)
          (loop (+ i 1) (+ current inc) (+ inc 3))]))))

; 40755 から次の六角数を 15050091750 を超えないところまで求める
(define hexagonal-num
  (list->vector
    (let loop ([current 40755] [inc 573] [lis '()])
      (if (< 15050091750 current)
        (reverse lis)
        (loop (+ current inc) (+ inc 4) (cons current lis))))))

(define (pentagonal-num? num)
  (vector-binary-search
    pentagonal-num
    num
    (^[a b] (- a b))))

(define find-tph
  (let ([count (vector-length hexagonal-num)])
    (let loop ([i 0])
      (if (<= count i)
        (errorf "解が見つかりませんでした~%")
        (let ([current (vector-ref hexagonal-num i)])
          (if (pentagonal-num? current)
            current
            (loop (+ i 1))))))))

(define answer-45 find-tph)

(format #t "45: ~d~%" answer-45)

Noppi2024/01/16に更新 · 1件の履歴