양의 정수 n에 대하여, 다음과 같은 계산 과정을 반복하기로 합니다.

n → n / 2 (n이 짝수일 때)
n → 3 n + 1 (n이 홀수일 때)

13에 대하여 위의 규칙을 적용해보면 아래처럼 10번의 과정을 통해 1이 됩니다.

13 → 40 → 20 → 10 → 5 → 16 → 8 → 4 → 2 → 1

아직 증명은 되지 않았지만, 이런 과정을 거치면 어떤 수로 시작해도 마지막에는 1로 끝나리라 생각됩니다.
(역주: 이것은 콜라츠 추측 Collatz Conjecture이라고 하며, 이런 수들을 우박수 hailstone sequence라 부르기도 합니다)

그러면, 백만(1,000,000) 이하의 수로 시작했을 때 1까지 도달하는데 가장 긴 과정을 거치는 숫자는 얼마입니까?

참고: 계산 과정 도중에는 숫자가 백만을 넘어가도 괜찮습니다.

이제부터 조금씩 오래 걸린다. timethis로 시간을 측정해보니 약 25초 정도 걸린다.
약간 더 개선할 수는 있겠지만, 25초 정도야 못기다릴 것도 아니니 넘어가자.

문제도 길고 풀이도 길다…

1부터 n까지의 자연수를 차례로 더하여 구해진 값을 삼각수라고 합니다.
예를 들어 7번째 삼각수는 1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6 + 7 = 28이 됩니다.
이런 식으로 삼각수를 구해 나가면 다음과 같습니다.

1, 3, 6, 10, 15, 21, 28, 36, 45, 55, …

이 삼각수들의 약수를 구해봅시다.

 1: 1
 3: 1, 3
 6: 1, 2, 3, 6
10: 1, 2, 5, 10
15: 1, 3, 5, 15
21: 1, 3, 7, 21
28: 1, 2, 4, 7, 14, 28

위에서 보듯이, 5개 이상의 약수를 갖는 첫번째 삼각수는 28입니다.
그러면 500개 이상의 약수를 갖는 가장 작은 삼각수는 얼마입니까?

삼각수를 구하는 방법, 약수의 갯수를 구하는 방법을 알면 간단히 해결된다.

아래와 같은 20×20 격자가 있습니다.

08 02 22 97 38 15 00 40 00 75 04 05 07 78 52 12 50 77 91 08
49 49 99 40 17 81 18 57 60 87 17 40 98 43 69 48 04 56 62 00
81 49 31 73 55 79 14 29 93 71 40 67 53 88 30 03 49 13 36 65
52 70 95 23 04 60 11 42 69 24 68 56 01 32 56 71 37 02 36 91
22 31 16 71 51 67 63 89 41 92 36 54 22 40 40 28 66 33 13 80
24 47 32 60 99 03 45 02 44 75 33 53 78 36 84 20 35 17 12 50
32 98 81 28 64 23 67 10 26 38 40 67 59 54 70 66 18 38 64 70
67 26 20 68 02 62 12 20 95 63 94 39 63 08 40 91 66 49 94 21
24 55 58 05 66 73 99 26 97 17 78 78 96 83 14 88 34 89 63 72
21 36 23 09 75 00 76 44 20 45 35 14 00 61 33 97 34 31 33 95
78 17 53 28 22 75 31 67 15 94 03 80 04 62 16 14 09 53 56 92
16 39 05 42 96 35 31 47 55 58 88 24 00 17 54 24 36 29 85 57
86 56 00 48 35 71 89 07 05 44 44 37 44 60 21 58 51 54 17 58
19 80 81 68 05 94 47 69 28 73 92 13 86 52 17 77 04 89 55 40
04 52 08 83 97 35 99 16 07 97 57 32 16 26 26 79 33 27 98 66
88 36 68 87 57 62 20 72 03 46 33 67 46 55 12 32 63 93 53 69
04 42 16 73 38 25 39 11 24 94 72 18 08 46 29 32 40 62 76 36
20 69 36 41 72 30 23 88 34 62 99 69 82 67 59 85 74 04 36 16
20 73 35 29 78 31 90 01 74 31 49 71 48 86 81 16 23 57 05 54
01 70 54 71 83 51 54 69 16 92 33 48 61 43 52 01 89 19 67 48

위에서 대각선 방향으로 연속된 붉은 숫자 네 개의 곱은 26 × 63 × 78 × 14 = 1788696 입니다.
그러면 수평, 수직, 또는 대각선 방향으로 연속된 숫자 네 개의 곱 중 최대값은 얼마입니까?

2차원 배열을 다룰 수 있다면 간단하다. 오히려 배열 생성하는데 오래걸릴 수도 있을 듯.

10 이하의 소수를 모두 더하면 2 + 3 + 5 + 7 = 17 이 됩니다.
이백만(2,000,000) 이하 소수의 합은 얼마입니까?

여러분 모듈 쓰세요. 깡패에요 깡패.

세 자연수 a, b, c 가 피타고라스 정리 a² + b² = c² 를 만족하면 피타고라스 수라고 부릅니다 (여기서 a

아무 생각 없이 돌면서 구한다.
답은 빨리 나오니까 상관 없겠…지?

다음은 연속된 1000자리 숫자입니다 (읽기 좋게 50자리씩 잘라놓음).

73167176531330624919225119674426574742355349194934
96983520312774506326239578318016984801869478851843
85861560789112949495459501737958331952853208805511
12540698747158523863050715693290963295227443043557
66896648950445244523161731856403098711121722383113
62229893423380308135336276614282806444486645238749
30358907296290491560440772390713810515859307960866
70172427121883998797908792274921901699720888093776
65727333001053367881220235421809751254540594752243
52584907711670556013604839586446706324415722155397
53697817977846174064955149290862569321978468622482
83972241375657056057490261407972968652414535100474
82166370484403199890008895243450658541227588666881
16427171479924442928230863465674813919123162824586
17866458359124566529476545682848912883142607690042
24219022671055626321111109370544217506941658960408
07198403850962455444362981230987879927244284909188
84580156166097919133875499200524063689912560717606
05886116467109405077541002256983155200055935729725
71636269561882670428252483600823257530420752963450

여기서 붉게 표시된 71112의 경우 7, 1, 1, 1, 2 각 숫자를 모두 곱하면 14가 됩니다.

이런 식으로 맨 처음 (7 × 3 × 1 × 6 × 7 = 882) 부터 맨 끝 (6 × 3 × 4 × 5 × 0 = 0) 까지 5자리 숫자들의 곱을 구할 수 있습니다.
이렇게 구할 수 있는 5자리 숫자의 곱 중에서 가장 큰 값은 얼마입니까?

하나씩 한다. 근성으로.

소수를 크기 순으로 나열하면 2, 3, 5, 7, 11, 13, … 과 같이 됩니다.
이 때 10,001번째의 소수를 구하세요.

모듈이 사기인 것 같다.

1부터 10까지 자연수를 각각 제곱해 더하면 다음과 같습니다 (제곱의 합).

1² + 2² + … + 10² = 385

1부터 10을 먼저 더한 다음에 그 결과를 제곱하면 다음과 같습니다 (합의 제곱).

(1 + 2 + … + 10)² = 55² = 3025

따라서 1부터 10까지 자연수에 대해 “합의 제곱”과 “제곱의 합” 의 차이는 3025 – 385 = 2640 이 됩니다.
그러면 1부터 100까지 자연수에 대해 “합의 제곱”과 “제곱의 합”의 차이는 얼마입니까?

역시 그냥 구해서 뺐다.
합의 제곱이 제곱의 합보다 클테니, 따로 절대값을 구하진 않았다.

1 ~ 10 사이의 어떤 수로도 나누어 떨어지는 가장 작은 수는 2520입니다.
그러면 1 ~ 20 사이의 어떤 수로도 나누어 떨어지는 가장 작은 수는 얼마입니까?

자세한 설명은 생략.
소수를 각각 구해서 이용하지 않고, 모듈을 사용함.
앞으로 자주 사용하게 될 모듈.