Búin eru til brot $\frac{a}{b}$ þar sem $a$ og $b$ eru heilar tölur
stærri en $0$
og summa $a$ og $b$ er $333$. Hversu mörg þessara brota eru fullstytt og
jafnframt minni en $1$?
Lausn
Það að $a+b=333$ segir okkur að við erum að reyna að telja
fullstytt brot á forminu $\frac{a}{333-a}$ þar sem $333-a\gt a$.
Seinna skilyrðið hér að ofan segir okkur að $1\leq a\leq 166$. Slíkt
brot er fullstytt ef engin frumtala $p$ gengur bæði upp í $a$ og $333-a$.
Ef talan $p$ gengur bæði upp í $a$ og $333-a$, þá verður $p$ að ganga upp
í $333$. Frumþáttum nú töluna 333 og fáum $333=3^2\cdot 37$. Þau
gildi sem eru ekki leyfileg fyrir $a$ eru þær náttúrlegar tölur á bilinu
frá 1 upp í 166 sem eru þannig að $3$ eða $37$ ganga upp í þær. Við
drögum því fjölda óleyfilegra talna frá fjölda mögulegra gilda á $a$ og
fáum að svarið er
$$166-\left(\left[\tfrac{166}{3}\right]+\left[\tfrac{166}{37}\right]-
\left[\tfrac{166}{111}\right]\right)=166-(55+4-1)=108.$$
Athugið að liðurinn $\left[\frac{166}{111}\right]$ verður að vera með til að
leiðrétta vegna þeirra talna sem bæði $3$ og $37$ ganga upp í.