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基礎問題精講数学1A94.整数問題(Ⅱ)

解法1)

整数の大小とその逆数(分数)は入れ替わることより

1≦x≦yから 1/y ≦ 1/xとなる。
1/y ≦ 1/xの両辺に 1/yか1/xを足すと組を求めたい1/x+1/y=1/2の左辺になる。

○1/yを足す
1/y ≦ 1/x  ⇒  1/y+1/y ≦ 1/x+1/y  ⇒ 2/y≦1/2  ⇒ 4≦y

4≦yだとyを絞り込めていないので使えない

●1/xを足す
1/y ≦ 1/x ⇒ 1/x+1/y ≦ 1/x+1/x ⇒ 1/2≦2/x ⇒x≦4。
1≦x≦yからxの範囲が絞りこめて 1≦x≦4.
この範囲で1/x+1/y=1/2 をみたす組を探していく.

x=1のとき
1+1/y=1/2 ⇒ 1/y=ー1/2 ⇒ 2=ーy ⇒ y=ー2
yは1以上の自然数なので不適

x=2のとき
1/2+1/y=1/2 ⇒ 1/y=0 ⇒ y=0
yは1以上の自然数なので不適

x=3のとき
1/3+1/y=1/2 ⇒ 1/y=1/6 ⇒ y=6
1以上の自然数であるから適当

x=4のとき
1/4+1/y=1/2 ⇒ 1/y=1/4 ⇒ y=4
1以上の自然数であるから適当

よって(x、y)=(3,6)(4、4)


解法2)

1/x+1/y=1/2の両辺に2xy掛けて分母消去
1/x+1/y=1/2 ⇒ 2x+2y=xy

1≦x≦yを 2x+2y=xyの左辺に近づける。
x≦yを2倍 ⇒2x≦2y。
両辺に2xか2yを足すと左辺になるので

○2x足す
2x≦2y ⇒ 2x+2x≦2x+2y ⇒ 4x≦xy ⇒ 4≦y
yが絞り込めていないので不適

●2y足す
2x≦2y ⇒ 2x+2y≦2y+2y ⇒ xy≦4y ⇒ x≦4
1≦x≦yと合わせて 1≦x≦4。
この範囲で考えていく

x=1
2x+2y=xy ⇒ 2+2y=y  ⇒  y=ー2
yは1以上の自然数だから不適

x=2
2x+2y=xy ⇒ 4+2y=2y  ⇒  yなし

x=3
2x+2y=xy ⇒ 6+2y=3y  ⇒  y=6
1以上の自然数であるから適当

x=4
2x+2y=xy ⇒ 8+2y=4y  ⇒  y=4
1以上の自然数であるから適当

よって、(x、y)=(3,6)(4,4)


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