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【数学】整数の拡張

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マッツー

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整数は自然数と0と負の整数だけだと思っていませんか?実は整数は拡張することができ、拡張ことでもっといろいろは問題を解くことができます!

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ノートテキスト

ページ1:

No.
Date
☐
整数の拡張
「整数といったら何を思い浮かべる?」
「1とか2とかろとか? 0も整数だっけ?」
「下に書いてあるのがみんなが思い浮かべる整数なんじゃないかな。」
整数
1.2.3.4...(自然数、正の整数)
O
・-1-2-3-4…(負の整数)
「中学校で習ったね。こういう整数の世界の集合をドイツ語で数を意味する
die zahlen の頭文字を取ってみという記号で表すよ。」
「数を扱うときの基本的な数だね。」
白そう。基本的な数だから簡単なわけじゃなくて制限があるから却って難しいん
だよね。これからそういう例を紹介していくね。」
ディオファントス方程式・方程式の整数解を全て求めよ。
.
ピタゴラス数
x+y2=z2(三平方の定理)の自然数解は?
131. (x.g. 2) = (3.4.5). (5.12.13) etc..
「実はこういうピタゴラス数は無限個あるんだ!」
フェルマーの最終定理
x+ya=zn(n≧3)の自然数解は?
「これは実は存在しないんだ!1995年にアンドリュー・ワイルズによって証明されたよ。
※実数解を求める場合はいくらでも作れる。「整数だからこそ難しいんだよ。」
●整数の世界を広げよう
。
ペル方程式
x-2y2=1の整数解を全て求めよ。
例.(x,y)=(32)
32-2.22=9-8-1
(x,y)=(17.12)
172-2.122=289-288=1
(x,y)=(99.70)
992-2.702=9801-9800=1 etc.
KOKUYO LOOSE-LEAF ノ-F836BK 6mm ruled×36 lines

ページ2:

No.
Date
「こんな感じで見つけることができるんだ。
じゃあ次はZ[]でやってみよう!」
「Z[2]?」
「これは整数とだけは使っていいよという意味だよ。こうやって書くことで
整数の範囲を拡張できるんだ!」
Zümüzü -1
x-2y2=x-152y)
(x-52g)(x+524)
->
(x-524)(x+5g)=1
(x,y)=(3,2)
(3-252) (3+252)=1
x) (3-22) (3+252)=1
(3-25)2(3+252)=1
(17-1252) (1722)=1
↓
(x,y)=(17.12)
(3-252)(3+252)=1
x) (3-252)2(3+22)=1
(3-2.2)3(3+22)3=1
(99-7052) (99+702)=1
↓
(x,y)=(99.70)
「これは何をしたの?」
色は2乗すると2になるからそれを利用
して無理矢理左辺を因数分解した
んだ。そうすると和と差の積を利用し
左のように式変形ができる!」
自「(x,y)=(3,2)という解はさっき教え
たよね。それをさっきの変形した式に
代入する。そして同じものをもう一度
掛けて展開して整理すると新たな
解である(17.12)がでてくる!
同じようにして3乗のときもやってみよう!」
◎「すごい!」
一般に
(3+252)=ax+J2n (n:自然数)
→新たな解(x,y)=(xx,yn)
「こうやって解が無限個あることも
分かっちゃう!」
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