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一次不定方程式の整数解【2問】 問題. 次の不定方程式の整数解を求めなさい。 (1) $3x-5y=1$ (2) $53x+17y=1$ まずは次数が $1$ 次の不定方程式、つまり「一次不定方程式」の問題です。 一次不定方程式の解き方は、特殊解を見つけること。 これに尽きます。 【解答】 (1) $x=2$,$y=1$ のとき成り立つ。 よって、$$\left\{\begin{array}{ll}3x&-5y&=1 …①\\3・2&-5・1&=1 …②\end{array}\right. [mixi]たぶん二元一次方程式だと思うんですが… - 中学数学の裏技 | mixiコミュニティ. $$ $①-②$ をすると $3(x-2)=5(y-1)$ となり、$3$ と $5$ は互いに素であるため、ある整数 $k$ を用いて $x-2=5k$ と表せる。 したがって、求める一般解は$$x=5k+2 \, \ y=3k+1 \ ( \ k \ は整数)$$ (2) ユークリッドの互除法より、 $53=17×3+2 \ ⇔ \ 2=53-17×3 …③$ $17=2×8+1 \ ⇔ \ 1=17-2×8 …④$ ③、④より、 \begin{align}1&=17-2×8\\&=17-(53-17×3)×8\\&=53×(-8)+17×25\end{align} よって、$x=-8$,$y=25$ が特殊解となる。 あとは同様の方法で $53(x+8)=17(25-y)$ が導ける。 したがって、求める一般解は$$x=17k-8 \, \ y=-53k+25 \ ( \ k \ は整数)$$ (解答終了) 関連記事はこちらから ユークリッドの互除法の原理をわかりやすく解説!【互除法の活用2選アリ】 一次不定方程式の解き方とは?【応用問題3選もわかりやすく解説します】 二次不定方程式(因数分解できる)【3問】 問題. 次の不定方程式の整数解を求めなさい。 (1) $xy-x+5y=0$ (2) $\displaystyle \frac{1}{x}-\frac{2}{y}=1$ (3) $3x^2-5xy-2y^2+13x+9y-17=0$ (1)や(2)って二次不定方程式なの?と感じる方もいるかと思います。 ただ、(1)では $xy$,(2)でも計算過程において $xy$ が登場するため、二次式といってよいでしょう。 さて、(3)の因数分解は少し難しいです。 ぜひチャレンジしてみてくださいね!
HOME ノート ユークリッドの互除法による1次不定方程式の特殊解の出し方 タイプ: 教科書範囲 レベル: ★★★ 数Aの整数で,ほとんどの生徒を1度は悩ます問題がこれです.1次不定方程式で特殊解が暗算で見つからない場合の対処法を扱います. ユークリッドの互除法 が既習である前提です. ユークリッドの互除法による1次不定方程式の特殊解の出し方(例題) 例題 $155x+42y=1$ を満たす整数 $(x, y)$ の組を1組求めよ. 講義 勘で見つけるのが困難なタイプです.教科書通りの正攻法で解く方法を解説します. $155$ が $x$ 個と,$42$ が $y$ 個足して $1$ になるという問題で(当然今回は $x$ か $y$ どちらか負), ユークリッドの互除法 を使って解きます. 解答と解説 ユークリッドの互除法を用いて,$155$ と $42$ の最大公約数が1(互いに素)であることを計算して確認します. 上のように,余りが最大公約数である1になったらやめます. そして, 余りが重要なので,一番下の余りに色をつけます.余りはすぐ割る数にもなるので,2段目の余りにも色をつけます. 次に, 方程式の係数である $155$ と $42$ に違う色をつけます. 準備ができました. 余り = 割られる数 ー 割る数 ×商 というブロックを,当てはめては整理してを繰り返していきます.今回ならば $1$ = $13$ ー $3$ $\times 4$ $3$ = $29$ ー $13$ $\times 2$ $13$ = $42$ ー $29$ $\times 1$ $29$ = $155$ ー $42$ $\times 3$ 4本のブロックを材料として用意します. 1番上のブロックから始めて,右辺の色がついた数字をまるで文字かのように破壊しないように扱い, 色がついた数字の小さい方をブロックを使って代入しては整理してを繰り返します. 最後の行を見ると, $\boldsymbol{155}$ が $\boldsymbol{(-13)}$ 個と $\boldsymbol{42}$ が $\boldsymbol{48}$ 個で $\boldsymbol{1}$ になる ことがわかりますので求める答えは $(x, y)=\boldsymbol{(-13, 48)}$ 式変形の心構え 右辺は常に,色がついた数字は2種類になるようにし,ブロックを使って 小さい色 を式変形をします.変形したらその都度整理するようにします.
無限降下法(応用) 問題. 不定方程式 $a^2+b^2=3(x^2+y^2) …①$ の整数解を求めなさい。 さあラストの問題。 もちろん $a=b=x=y=0$ が解の一つであることはすぐにわかりますね。 さて、先にお伝えしてしまうと… 実はこの不定方程式、「全部 $0$ 」以外の整数解が存在しません!