一次方程式の解法3パターン:オモワカ整数#17(全21回)
整数シリーズ第17回目
オモワカ=面白いほどわかる
整数が面白いほどよくわかります
第17回から見てもOKですが、ぜひ第1回目からどうぞ!! →→ 1回目(倍数の判定)
問題1
右辺が0なので、整数の式を分数に簡単に出来ます。
分母と分子は互いに素
xが整数になるためにはyが3の倍数であるべき
答え: y=3K x=5K (Kは整数)
文字が無数にあるので、文字を使って答えを表します。
問題2
右辺の1が邪魔なので消します。
mとnになりうる解(特殊解)を一つ探します。上記以外でもOK
それを用いて右辺の0を消します。
そうすると分数の式にすることができます。
n+1=3K → n=3K-1
m-2=-5K → m=-5K+2
m+n=-2K+1
答え: (m,n)=(2,-1) (-3,2)
問題3
自然数nを、lとmの整数で表します。
3l-4m=-1とでたので、ここからは問題2と同じ
特殊解を探して、右辺が0の式にして、分数の形に持っていきます。
整数Kを用いて表します
答え自然数n=12K+5 が2000以上になるのは、168番目
ちなみにK=0の時が1番目なので、K=167の時は、168番目です。
問題4:左辺が大きい一次関数
左辺の係数が大きいので、特殊解を求めるのは大変
係数を下げます。
100mを29でくくれるようにします。
3m+nをlと置く
29l+13m=1になりましたが、まだ係数が大きいので、もう一度係数を小さくします。
2l+mをpとおきます。
そうすると13p+3l=1になります。
ここで特殊解を探します。(p,l)=(1,-4)
13p+3l=1の右辺を消し、分数の形にもっていき、答えを求めます。
答え: n=100K-31 m=-29K+9 (Kは整数)
問題5:右辺が大きい一次関数(易しい問題)
分数の形にもっていくために、
上記のような式にします。
ラッキーなことに19でくくれます。
そかから分数の形に持っていきます。
xとyが正であることから、整数Kの範囲が判明します。
答え: 15組
問題6:右辺が大きい問題(難しい問題)
残念ながら、問題5みたいにくくれる数がありません。
そんな時は余りで考えましょう。
余りといえば合同式を使います。
17で割った時の余りに着目!!
m≡1なので、m=1,18,35...
特殊解の1つはm=1 , n=94
右辺が0になるようにしていき、その後分数の形に持っていく。
答え:m=-17K+1 n=25K+94 (Kは整数)
問題7
やはりまずは右辺を0にする
特殊解は(x,y)=(n,-n)
xもyも正だが、符号はあとで調整しますのでとりあえずnと-nで表す
やはりここは分数の形に
その後、x,yが正だということから、Kの範囲を求めます。
例えば上記の範囲の時に、Kが10個になる時の式
3と2の最小公倍数が6
nを6で割った時のあまりで場合分けをして求めていきます。(6パターン)
m-1=10 になるm=11
m=11になるn=60
以下同様
答え:最小のn=59
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