学年

質問の種類

数学 高校生

この、右のページでやっていることが、なぜ成り立つかわかりません

370 340 第9章 整数の性質 不定方程式 y 次のような方程式を考えてみます. -2231x+409y=1 2231x+409y=1 ...... (*) これを満たす実数x、yの組は無数に存在しま す.実際,この式を 1 409 この直線上すべての 点(x,y) が解となる 1 2231 1 y=-- x+· 2231 409 409 -x と変形すると,これはry 平面上の直線となるの で,この直線上のすべての点(x,y) がこの方程式の解となるわけです. 一般に,文字の数が等号の数より多い方程式は解を定めることができません。 このような方程式のことを不定方程式と呼びます.特に,(*)のようにxy の一次式で表されるような不定方程式を一次不定方程式と呼びます. さて,ここで考えたいのは次のことです. 不定方程式 2231x+409y=1 ......(*) は りがともに整数であるような解(整数解)を持つだろうか? これは意外に難しい問題です。 実数の範囲では無数に解を持ったとしても 整数の範囲では解を持つかどうかすらアヤシイのです. 結論から先に言えば (*)の整数解は存在する のです.では,それをどうやって示せばいいのでしょう. 妖怪が存在すること を示す最もストレートな方法は,妖怪を捕まえて連れてくることです. それと 同じで,整数解の存在を示す一番の方法は、 具体的に整数解を作ってみせるこ とです.ここで役立つのが,先ほど扱ったユークリッドの互除法なのです. (*)のxyの係数 2231 と 409 に注目し, これをユークリッドの互除法の 要領で「割り算」 していきましょう. すると, 3段階目で余りに1が現れます. 2231=409×5+186 ......① 409=186×2+37 186=37×5+1 1が現れた! ...... 2 余りに1が現れたということは, 2つの数の最大公約数は 1 つまり2数は 互いに素であるということです. これはとても重要なポイントなので、頭に入 ておいてください 341 ことは,これらの式を逆にたどるよ にして1を元の2数を用いて表す」 ことです。 具体的には,次のような作 になります。 ⑦→ ④→ ← 1=186-37 × 5 ③ より =409×(-5)+186 × 11 186-409-186×2)×5②より37=409-186×2 =409×(-5)+(2231-409×5)×11-0) =2231×11+409 × (-60) - 186-231-409×5 まず、③により1が 「186と37」 を用いて表され(ア), そこに②を使うと 「409 と 186」 を用いて表され(イ), さらに①を使うと1が 「2231409 」 を用いて表されます(ウ) ウの式は,まさに(*)の整数解 (の1つ)が であることを教えてくれます。 x=11,y=-60 さて、先ほど注意したように,このようなことができたのは, そもそも の係数 2231 409 の最大公約数が 1 つまり互いに素であったからです。 つまり、一般に次のことが成り立つことがわかるのです. 不定方程式の整数解 bが互いに素な整数であるとき 1次不定方程式 ax+by=1 は整数解を持つ ユークリッドの互除法を用いれば, 一次不定方程式の整数解を具体的に作り 出すことができます.ただし,このやり方で見つかる整数解は、あくまで不定 方程式の整数解 「の1つ」であり,それがすべての解であるわけでも、あるい は最もシンプルな解であるわけでもないことには注意してください。 当然次なる興味は,1次不定方程式の「すべての整数解」を求めることは きないかということになります.この「すべての整数解」のことを次 定方程式の一般解といいます。その求め方は後ほど詳しく説明しますが、実 「すべての」 整数解を求めるためには, 少なくとも「1つの」 整数解を自 求めなければなりません.そこで,まずは先ほどの作業で「1つの」整数 求める練習をしっかりとしておきましょう。

回答募集中 回答数: 0
数学 高校生

問題の下の解説の「x,yの2次式の因数分解」 のところで、展開をしなくていいのは、 展開した式を入れ替えても答えは同じっていう 性質があるからですか?

2 因数分解/2次式 つぎの式を因数分解せよ. (酪農学園大酪農, 環境) (北海学園大工) (東北学院大・文系) (1) (a-b+c-1) (a-1)-bc (2) 4.2-13zy+10y2 +18æ-27g+18 (3)(x+2y) (æ-y)+3y-1 因数分解では最低次の文字について整理する 2文字以上が現れる式の因数分解の原則は,最低次 その文字 (複数あるときはどれか1つの文字) について整理することである. 一般に,次数の低い式の方 が因数分解しやすい. 仕 解答 xyの2次式の因数分解 原則に従えば,xか」について整理するところであるが,(3)において (x+2y) (x-y) を展開して整理するのはソンである. 「x+2y」 「x-y」 を用いて解答のように「たす きがけ」をすればよい。 (2)も, x,yの2次式の部分を因数分解すれば同様にできる(別解) 慣習 因数分解せよ,という問題では,特に指示がない限り, 係数が有理数の範囲で因数分解する. (2) (3) ((+23)(x-3) + 33-17 (1) まずcについて整理することにより, 与式= {c(a-1)+(a-b-1) (a-1)}-bc ←与式はαについては2次だが, b やcについては1次. =(a-b-1)c+(a-b-1) (a-1)=(a-b-1)(a+c-1) (2) まずェについて整理することにより, (-a+b+1)(-a-c+Uod 与式=42-(13y-18)x + (10y2-27y+18) =4x²-(13y-18)x+(2y=3) (5y=6)... x= ={x-(2y-3)}{4m-(5y-6)} 2 × ①+56 7-2 →27 ←1 -(2y-3) × -(13y-18) =(x-2y+3)(4x-5y+6) 14 -(5y-6) 注 ① におけるたすきがけで, 試行錯誤するのを避けるためには, ①= {ar-(2y-3)}{bx-(5y-6)} とおき, 展開して係数比較すればよい. æの係数は (yは定数と見る), -{(5a+26)y- (6α+36)} となり, ー (13y-18) と一致するので 5α+26=13,6a+36=18. これを解いて α= 1, 6=4となる. (3) 与式={(x+2y)-1}{(x-y)+1} てんか =(x+2y-1)(x-y+1) 【別解】 (2) [x,yの2次式の部分をまず因数分解して, (3) と同様に解くと] であるから, 4.2-13ry+10y2=(x-2y) (4π-5y) 与式= (x-2y) (4-5y) + (18-27y) +18 このときの係数も一致する. x+2yx-13y x-y →-13 12--13 0 4 -5 ={(x-2y)+3}{(4x-5y)+6} =(x-2y+3)(4x-5y+6) 2 演習題(解答はp.22) (1) (ry) (x+y-z (z+2y) を因数分解せよ. (2) 3a+26+αb +6 を因数分解すると d)( x-2y 3 4x-5y 6 × -18x-27y 13) (48 (北海道薬大) である.また, (1) である. (3)は,例題 (2) と同様 (岐阜聖徳学園大) に2通りのやり方があ (静岡産大) . ry+xz+y2+yz+3 +5y+2z+6 を因数分解すると (3) 8-18y2+10x+21y-3 を因数分解せよ.

回答募集中 回答数: 0
数学 高校生

問題⑵⑶の数学的帰納法について4つ質問させて下さい!質問量が多くてすみません… ①写真1枚目の赤の下線を引いた部分について、私の解答(写真2枚目)では全て、整数でなく自然数と書きました。私は赤線部分は自然数の範囲に収まるのかなと思っていたので、なぜわざわざ整数と書いている... 続きを読む

2021年度 〔4〕 α=2, b=1および リー an+1=2a+36, b +1=α+2b (n=1, 2, 3, ...) で定められた数列{an}, {bn}がある。 C = a b とおく。 (1) c2 を求めよ。 149 (2) cm は偶数であることを示せ。 (3) nが偶数のとき, cm は28で割り切れることを示せ。 ポイント 連立の漸化式で定められる2つの数列の一般項の積についての数学的帰納法 による証明の問題。 (1) 漸化式でn=1 とおいて求める。 (2) 数学的帰納法により証明する。 (3)n=2mとおいて, m について数学的帰納法で証明する。 解法 (1) a2=2a+3b1=4+3=7 b2=α +261=2+2=4 より C2=azbz=7×4=28 (2) a1=2,b=1,4+1=2a+3bb1=an+2b (n=1, 2, 3, ... より帰納的に a b が整数であると言えるので, cm=amb" も整数である。 cm が偶数であることを数学的帰納法により証明する。 (I)n=1のとき,c=a,b=2×1=2より C1 は偶数である。 (II)n=kのとき cが偶数であると仮定すると, a b は偶数であるから=211は 整数) とおける。 n=k+1のとき ( Level A TRAIGHT Ck+1=ax+1bk+1=(2a+3b) (+26) =2a²+7ab+6b²=2a²+14Z+6b2² =2(a²+71+3b²2 ) ここで, a2+71 + 3b²2 は整数であるから Ck+1 も偶数である。 (I), (II)より すべての自然数nに対してcm は偶数である。 (証明紋) (3) n=2m(mは自然数とおき, C2mm が28で割り切れることを数学的帰納法によ り証明する。 (I) m=1のとき, c2 = 28 より 28で割り切れる。 (II) m=kのときc2が28で割り切れると仮定すると, 28 (1は整数)とおけ る。 m=k+1のとき C24+2=a2+2b24+2 = (2a2+1+3b2+1) (a2+1+2b2+1) = {2 (2a2+362) +3 (a₂+2b₂)}{2a+3b₂+2 (a₂+2b2x)} = (7a2 + 12b2) (4a24+7b₂24) = 28a2²+97a2b2+84b2² = 28a2²+97-28/+84b2x² = 28 (a24² +971 +3b₂²) D ここで, a² +971 +3bz² は整数であるから 22は28で割り切れる。 (I), (II)より. すべての自然数mに対して C2me は28で割り切れる。 ゆえに,nが偶数のとき, cm は28で割り切れる。 (証明終)

回答募集中 回答数: 0
1/14