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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

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右辺が0なので、整数の式を分数に簡単に出来ます。

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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

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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

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右辺の1が邪魔なので消します。

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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。

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そうすると分数の式にすることができます。

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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

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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。

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整数Kを用いて表します

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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

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左辺の係数が大きいので、特殊解を求めるのは大変

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係数を下げます。
100mを29でくくれるようにします。

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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。

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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。

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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)

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分数の形にもっていくために、

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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)

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残念ながら、問題5みたいにくくれる数がありません。

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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。

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17で割った時の余りに着目!!
m≡1なので、m=1,18,35...

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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

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やはりまずは右辺を0にする

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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

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その後、x,yが正だということから、Kの範囲を求めます。

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例えば上記の範囲の時に、Kが10個になる時の式

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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)

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m-1=10 になるm=11
m=11になるn=60
以下同様

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答え:最小のn=59


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