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方程式の整数解 -積が一定-【広島工業大・東京理科大・富山大】

方程式の整数解【積が一定】 数学IAIIB
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方程式の整数解を求める問題3

2010年 東京理科大kl+k2l9=0 を満たす整数 k, l の組は,k の値が大きい順に,
(k, l)=(   ,    ), (   ,    ), (   ,    ), (   ,    )
である。これを用いると,
(m+2n)(2mn)3m+4n9=0
を満たす整数 m, n の組は
(m, n)=(   ,    ), (   ,    )
であることが分かる。
【前半の考え方と解答】
=」の形に変形しよう。kl+k2l9=0 の前3つの項を見て
(k2)(l+1)+=0
積の形を作ってから後ろを調整しよう。(k2)(l+1) を展開すると kl+k2l2 となるから,定数項が 9 となるようにすると,次のようになる。
(k2)(l+1)7=0(k2)(l+1)=7
k2, l+1 は整数であるから,k が大きい順に
(k2, l+1)=(7, 1), (1, 7), (1, 7), (7, 1)(k, l)=(9, 0), (3, 6), (1, 8), (5, 2)
ヒロ
ヒロ

後半については「これを用いると」とあるから,どのように利用するのかを考えよう。

【後半の考え方と解答】
とりあえず k=m+2n, l=2mn とおいてみると
k2l=(m+2n)2(2mn)3m+4n
となるから,与えられた m, n の方程式は,前半の k, l の方程式と一致する。
k=m+2n, l=2mn より,m=k+2l5, n=2kl5 となるから,前半で求めた4組の k, l に対して m, n の値を求めると
(m, n)=(95, 185), (155, 05), (155, 105), (95, 85)
m, n は整数であるから,
(m, n)=(3, 0), (3, 2)

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