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数学 高校生

この問題、xが出た時点(②)の時点でnに代入してはどうしてダメなんですか?

510 例題129 1次不定方程式の応用問題 O0000 基本 |3で割ると2余り, 5で割ると3余り, 7 で割ると4余るような自然数 nで最小の ものを求めよ。 (2) 37 基本127,128 指針> 3で割ると2余る自然数は 2, 5, 8, 11, 14, 17, 20, 23. 5で割ると3余る自然数は 3, 8,13, 18, 23, が共通の数。 8が最小である。 よって,「3で割ると2余り, 5で割ると3余る自然数」を小さい順に書き上げると A 8, 23, 38, 53, 68, 43と5の最小公倍数15ずつ大きくなる。 また,7で割ると4余る自然数は B 4, 11, 18, 25, 32, 39,46, 53. の, B から,求める最小の自然数は 53 であることがわかる。 このように,書き上げによって考える方法もあるが,条件を満たす数が簡単に見つから。 い(相当多くの数の書き上げが必要な)場合は非効率的である。 そこで,問題の条件を 1次不定方程式に帰着させ, その解を求める方針で解いてみよう 解答 nはx, y, zを整数として,次のように表される。 n=3x+2, n=5y+3, n=7z+4 注意 3x+2=5y+3 36年5 かつ 5y+3=7z+4 の くち小 として解いてもよいが、係 3x+2=5y+3 から 3x-5y=1 x=2, y=1 は, ①の整数解の1つであるから 3(x-2)-5(y-1)=0 すなわち 3(x-2)=5(yー1)-x 3と5は互いに素であるから,kを整数として,x-2=5k と表 される。よって のを3x+2=7z+4に代入して 3(5k+2) +2=7z+4 るを「43x-7z=2から い。 x=5k+2(k は整数) 2 40 bom) ト このとき y=3k+1 S+A-%3 (ト+)-0ト- 3(x-3)-7(z-1)=0 ゆえに,1を整数として ゆえに 72-15k=4 3 ス=-8, k=-4は, ③ の整数解の1つであるからー=¢ A+ 907(z+8)-15(k+4)=0 9すなわち 7(z+8)=D15(k+4) x=71+3 これと x=5k+2を等置し 7と15 は互いに素であるから,1を整数として,z+8=15Z と て 5k+2=7/+3 よって 5k-71=1 これより,k,1が求められ るが,方程式を解く手間が Ex@- (TE bom) トー= これをn=7z+4に代入してn=7(15/-8)+4=105/-52) 8 53 bom) 8S- 表される。よって。 2=15/-8(1は整数) 最小となる自然数nは,1=1を代入して 1つ増える。 ーンシ 文不宝武器

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数学 高校生

③の時点で、条件3つは使いました。 なぜそこでz= としてn=7z+4に代入しては求められないんですか?

164 1次不定方程式の応用問題 基本例題 124 基本 122,123 3で割ると2余り, 5で割ると 3余り, 7で割ると4余るような自然数nで最小の ものを求めよ。 指針> nは,x, y, zを整数として, n=3x+2, n=5y+3, n=7z+4の3通りに表される。 したがって, x, y, zは次の方程式の整数解である。まず, これを解く。 3x+2=5y+3=7z+4→ 3x++2=5y+3 かつ 3x+2=7z+4 ただし、答えを求めるには, n がどのような式で表されるか, ということがポイントである から,x, y, zをすべて求める必要はない。 解答 nはx, y, zを整数として, 次のように表される。 n=3x+2, n=5y+3, n=7z+4 3x-5y=1 注意 3x+2=5y+3 かつ 5y+3=7z+4 として解いてもよいが、 数が小さい方が処理しや の 3x+2=5y+3から x=2, y=1は, ① の整数解の1つであるから 3(x-2)-5(y-1)=0 すなわち 3(x-2)=5(y-1) 3と5は互いに素であるから, kを整数として, x-2=5kと表 される。よって 2を3x+2=7z+4に代入して い。 x=5k+2(R は整数) 2 このとき y=3k+1 3(5k+2)+2=7z+4 |3x-7z=2から ゆえに 72-15k=4 3③ 3(x-3)-7(z-1)=0 ス=ー8, k=-4は, ③ の整数解の1つであるから 7(2+8)-15(k+4)=0 すなわち 7(z+8)=15(k+4) 7と 15 は互いに素であるから, しを整数として, ス+8=15/ と 表される。よって これをn=7z+4に代入すると ゆえに,1を整数として 0= これとx=5k+2を等i x=7l+3 て 5k+2=7l+3 2=15/-8 (1は整数) SI+ n=7(15/-8)+4=105/-52 よって 5k-71=1 これより,k, Lが求め るが、方程式を解く手 1つ増える。 最小となる自然数nは, 1=1を代入して 53

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