n! 이라는 표기법은 n × (n − 1) × … × 3 × 2 × 1을 뜻합니다.

예를 들자면 10! = 10 × 9 × … × 3 × 2 × 1 = 3628800 이 되는데,
여기서 10!의 각 자리수를 더해 보면 3 + 6 + 2 + 8 + 8 + 0 + 0 = 27 입니다.

100! 의 자리수를 모두 더하면 얼마입니까?

bigint를 써서 해결

다음은 달력에 관한 몇 가지 일반적인 정보입니다 (필요한 경우 좀 더 연구를 해 보셔도 좋습니다).

• 1900년 1월 1일은 월요일이다.
• 4월, 6월, 9월, 11월은 30일까지 있고, 1월, 3월, 5월, 7월, 8월, 10월, 12월은 31일까지 있다.
• 2월은 28일이지만, 윤년에는 29일까지 있다.
• 윤년은 연도를 4로 나누어 떨어지는 해를 말한다. 하지만 400으로 나누어 떨어지지 않는 매 100년째는 윤년이 아니며, 400으로 나누어 떨어지면 윤년이다

20세기 (1901년 1월 1일 ~ 2000년 12월 31일) 에서, 매월 1일이 일요일인 경우는 총 몇 번입니까?

DateTime 모듈을 사용하여 해결하였다.

다음과 같이 삼각형 모양으로 숫자를 배열했습니다.

3
7 4
2 4 6
8 5 9 3

삼각형의 꼭대기부터 아래쪽으로 인접한 숫자를 찾아 내려가면서 합을 구하면, 위의 그림처럼 3 + 7 + 4 + 9 = 23 이 가장 큰 합을 갖는 경로가 됩니다.
다음 삼각형에서 합이 최대가 되는 경로를 찾아서 그 합을 구하세요.

75
95 64
17 47 82
18 35 87 10
20 04 82 47 65
19 01 23 75 03 34
88 02 77 73 07 63 67
99 65 04 28 06 16 70 92
41 41 26 56 83 40 80 70 33
41 48 72 33 47 32 37 16 94 29
53 71 44 65 25 43 91 52 97 51 14
70 11 33 28 77 73 17 78 39 68 17 57
91 71 52 38 17 14 91 43 58 50 27 29 48
63 66 04 68 89 53 67 30 73 16 69 87 40 31
04 62 98 27 23 09 70 98 73 93 38 53 60 04 23

참고: 여기서는 경로가 16384개밖에 안되기 때문에, 모든 경로의 합을 일일이 계산해서 답을 구하는 것이 가능합니다.
하지만 67번 문제에는 100층짜리 삼각형 배열이 나옵니다. 그런 경우에는 좀 더 현명한 풀이 방법을 찾아야겠지요.

참고의 말씀 받들어, 모든 경로를 구하는 방법 대신 다른 방법을 강구해 보았다.

밑에서 두번째 줄의 각 수에서, 그 아랫쪽 줄에 인접한 수 중 큰 수를 자신에 더한다.
그다음 밑에서 세번째 줄의 각 수에서, 그 아랫쪽 줄에 인접한 수 중 큰 수를 자신에 더한다.
이하 생략.

제일 윗줄까지 수행하면 답이 나온다.

1부터 5까지의 숫자를 영어로 쓰면 one, two, three, four, five 이고,
각 단어의 길이를 더하면 3 + 3 + 5 + 4 + 4 = 19 이므로 사용된 글자는 모두 19개입니다.
1부터 1,000까지 영어로 썼을 때는 모두 몇 개의 글자를 사용해야 할까요?

참고: 빈 칸이나 하이픈(‘-‘)은 셈에서 제외하며, 단어 사이의 and 는 셈에 넣습니다.
예를 들어 342를 영어로 쓰면 three hundred and forty-two 가 되어서 23 글자,
115 = one hundred and fifteen 의 경우에는 20 글자가 됩니다.

프로그래머 입장에서는 정말 귀찮은 문제;;
하지만 Number::Spell 모듈과 함께라면 참 좋다.
spell_number로 해당 숫자를 영어로 바꾸어준다.
그 다음은 그냥 세기만 하면 끝.

2¹⁵ = 32768 의 각 자리수를 더하면 3 + 2 + 7 + 6 + 8 = 26 입니다.
2¹⁰⁰⁰의 각 자리수를 모두 더하면 얼마입니까?

일반적으로는 Math::BigInt를 사용하여 큰 정수를 처리하겠지만 이번에는 bigint를 사용해봤다.
bigint는 기존 연산자를 그대로 이용하여 프로그래밍 할 수 있어 편하니까…

아래와 같은 2 × 2 격자의 왼쪽 위 모서리에서 출발하여 오른쪽 아래 모서리까지 도달하는 길은 모두 6가지가 있습니다 (거슬러 가지는 않기로 합니다).

그러면 20 × 20 격자에는 모두 몇 개의 경로가 있습니까?

중학교때(?) 배웠던 기억을 되살려 풀었다.

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.