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|   | --- | ||
|  | id: 5900f3b11000cf542c50fec4 | ||
|  | title: '問題 69: トーティエント関数の最大値' | ||
|  | challengeType: 5 | ||
|  | forumTopicId: 302181 | ||
|  | dashedName: problem-69-totient-maximum | ||
|  | --- | ||
|  | 
 | ||
|  | # --description--
 | ||
|  | 
 | ||
|  | オイラーのトーティエント関数 ${\phi}(n)$ (別名: ファイ関数) は、`n` と互いに素な `n` 未満の数の個数を求めるために使用されます。 例えば 1, 2, 4, 5, 7, 8 はすべて 9 未満で、かつ 9 と互いに素なので、${\phi}(9) = 6$ と表されます。 | ||
|  | 
 | ||
|  | <div style='margin-left: 4em;'> | ||
|  | 
 | ||
|  | | $n$ | $\text{互いに素な数}$ | $\displaystyle{\phi}(n)$ | $\displaystyle\frac{n}{{\phi}(n)}$ | | ||
|  | | --- | ------------------------- | ------------------------ | ---------------------------------- | | ||
|  | | 2   | 1                         | 1                        | 2                                  | | ||
|  | | 3   | 1,2                       | 2                        | 1.5                                | | ||
|  | | 4   | 1,3                       | 2                        | 2                                  | | ||
|  | | 5   | 1,2,3,4                   | 4                        | 1.25                               | | ||
|  | | 6   | 1,5                       | 2                        | 3                                  | | ||
|  | | 7   | 1,2,3,4,5,6               | 6                        | 1.1666...                          | | ||
|  | | 8   | 1,3,5,7                   | 4                        | 2                                  | | ||
|  | | 9   | 1,2,4,5,7,8               | 6                        | 1.5                                | | ||
|  | | 10  | 1,3,7,9                   | 4                        | 2.5                                | | ||
|  | 
 | ||
|  | </div> | ||
|  | 
 | ||
|  | `n` ≤ 10 の場合、`n` = 6 のときに $\displaystyle\frac{n}{{\phi}(n)}$ が最大になることが分かります。 | ||
|  | 
 | ||
|  | $\displaystyle\frac{n}{{\phi(n)}}$ が最大になるような、`limit` 以下の値 `n` を求めなさい。 | ||
|  | 
 | ||
|  | # --hints--
 | ||
|  | 
 | ||
|  | `totientMaximum(10)` は数値を返す必要があります。 | ||
|  | 
 | ||
|  | ```js | ||
|  | assert(typeof totientMaximum(10) === 'number'); | ||
|  | ``` | ||
|  | 
 | ||
|  | `totientMaximum(10)` は `6` を返す必要があります。 | ||
|  | 
 | ||
|  | ```js | ||
|  | assert.strictEqual(totientMaximum(10), 6); | ||
|  | ``` | ||
|  | 
 | ||
|  | `totientMaximum(10000)` は `2310` を返す必要があります。 | ||
|  | 
 | ||
|  | ```js | ||
|  | assert.strictEqual(totientMaximum(10000), 2310); | ||
|  | ``` | ||
|  | 
 | ||
|  | `totientMaximum(500000)` は `30030` を返す必要があります。 | ||
|  | 
 | ||
|  | ```js | ||
|  | assert.strictEqual(totientMaximum(500000), 30030); | ||
|  | ``` | ||
|  | 
 | ||
|  | `totientMaximum(1000000)` は `510510` を返す必要があります。 | ||
|  | 
 | ||
|  | ```js | ||
|  | assert.strictEqual(totientMaximum(1000000), 510510); | ||
|  | ``` | ||
|  | 
 | ||
|  | # --seed--
 | ||
|  | 
 | ||
|  | ## --seed-contents--
 | ||
|  | 
 | ||
|  | ```js | ||
|  | function totientMaximum(limit) { | ||
|  | 
 | ||
|  |   return true; | ||
|  | } | ||
|  | 
 | ||
|  | totientMaximum(10); | ||
|  | ``` | ||
|  | 
 | ||
|  | # --solutions--
 | ||
|  | 
 | ||
|  | ```js | ||
|  | function totientMaximum(limit) { | ||
|  |   function getSievePrimes(max) { | ||
|  |     const primesMap = new Array(max).fill(true); | ||
|  |     primesMap[0] = false; | ||
|  |     primesMap[1] = false; | ||
|  |     const primes = []; | ||
|  |     for (let i = 2; i < max; i = i + 2) { | ||
|  |       if (primesMap[i]) { | ||
|  |         primes.push(i); | ||
|  |         for (let j = i * i; j < max; j = j + i) { | ||
|  |           primesMap[j] = false; | ||
|  |         } | ||
|  |       } | ||
|  |       if (i === 2) { | ||
|  |         i = 1; | ||
|  |       } | ||
|  |     } | ||
|  |     return primes; | ||
|  |   } | ||
|  | 
 | ||
|  |   const MAX_PRIME = 50; | ||
|  |   const primes = getSievePrimes(MAX_PRIME); | ||
|  |   let result = 1; | ||
|  | 
 | ||
|  |   for (let i = 0; result * primes[i] < limit; i++) { | ||
|  |     result *= primes[i]; | ||
|  |   } | ||
|  |   return result; | ||
|  | } | ||
|  | ``` |