Problem 315 「デジタルルート時計」

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Sam と Max は, 2個のデジタル時計を「デジタルルート(数字根)時計」(補注参照)に作り変えるよう依頼されている.
デジタルルート時計は, 数字根をステップごとに計算するデジタル時計である.

時計に数字が与えられると, 時計は数字を表示し計算を開始する. 結果にたどりつくまでの途中の値がすべて表示される.
例えば, 時計に 137 という数が与えられると, "137"→"11"→"2" と表示してから真っ黒になり, 次の数を待つ.

各デジタル数字はセグメント状のライトから構成される:横セグメントが3本(上, 中, 下)と縦セグメントが4本(左上, 右上, 左下, 右下)である.
数 "1" は右上と右下の縦セグメントでできており, 数 "4" は中の横セグメントと, 左上, 右上, 右下の縦セグメントからできている. 数 "8" はすべてのセグメントが点灯する.

時計はセグメントを点灯/消灯させるときに限りエネルギーを消費する.
"2" を点灯させるには 5 回の遷移を要する. "7" は 4 回だけ遷移を要する.

Sam と Max は2個の異なる時計を作る.

Sam の時計は 137 のような数を与えられると, "137" を表示し, パネルを消灯してから次の数("11")を点灯し, 再び消灯してそして最終的に最後の数("2")を点灯, しばらくして消灯する.
たとえば, 137 では, Sam の時計は次のように動く.

合計で 40 回の遷移である.

Max の時計は異なる動きをする. パネル全体を消灯するのではなく, 次の数に必要のないセグメントのみを消灯するという賢いやり方である.
数 137 に対して, Max の時計は次のように動く.

合計で 30 回の遷移である.

もちろん, Max の時計のほうが Sam より電力の消費が少ない.
2つの時計に A = 107 から B = 2×107 の間の全ての素数が与えられる.
Sam の時計で必要な遷移の総数と Max の時計で必要な遷移の総数の差を求めよ.

補注:数字根(すうじこん、英: digital root)とは、正の整数値の各位の和(数字和)を求め、結果の数字和を求め、という操作を繰り返し、最終的に得られる 1 桁の数を指す。


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Last-modified: 2021-11-04 (木) 11:47:01