295 : レンズホール

次の条件を満たすとき、2つの円に囲まれた凸状の領域をレンズホール (lenticular hole)と呼ぶ:

  • 円の中心が両方とも格子点上にある

  • 2つの円は異なる2つの格子点上で交差する

  • 両方の円で囲まれた凸状の領域の内部は格子点を含まない

次の円について考える: C0:x2+y2=25C_0 : x^2 + y^2 = 25 C1:(x+4)2+(y4)2=1C_1 : (x+4)^2 + (y-4)^2 =1 C2:(x12)2+(y4)2=65C_2 : (x-12)^2 + (y-4)^2 = 65

C0,C1,C2C_0, C_1, C_2を下図に示す。

C0C_0C1C_1はレンズホールを形成する。C0C_0C2C_2も同様である。

正の実数のペア(r1,r2)(r_1, r_2)が次の条件を満たすとき、これをレンズペア (lenticular pair) と呼ぶ:レンズホールを形成するような半径r1r_1と半径r2r_2の2つの円が存在する。(1, 5) と (5, √65) は共にレンズペアであることが上の例から確かめられる。

L(N) を0<r1r2N0 < r_1 ≤ r_2 ≤ Nを満たす異なるレンズペア(r1,r2)(r_1, r_2)の個数とする。 L(10) = 30, L(100) = 3442 であることが確かめられる。

L(100 000)を求めよ。

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