不定方程式とは, 3 x + 5 y = 2 3x+5y=2 のように,方程式の数よりも未知変数の数が多いような方程式のことです。 この記事では, a x + b y = c ax+by=c という不定方程式の整数解について,重要な定理の証明と,実際に不定方程式の一般解を求める方法を説明します。 目次 不定方程式の例 不定方程式の整数解についての定理 定理2の証明 定理1の証明 一次不定方程式の解き方 不定方程式の例 2 x + 4 y = 1 2x+4y=1 という不定方程式を満たす整数 ( x, y) (x, y) は存在するでしょうか? ( x, y) (x, y) が整数のとき, 2 x + 4 y 2x+4y は偶数なので, 2 x + 4 y = 1 2x+4y=1 になることはありません。よって,この不定方程式に整数解は存在しません。 3 x + 5 y = 2 3x+5y=2 という不定方程式を満たす整数 ( x, y) (x, y) は存在するでしょうか?
01のような場合はすべての項に100を掛けることで整数にすることができます。整数に変換して後は、基本の解き方と同じです。 0. 02 x +0. 1 = 2 (0. 02 x ×100)+(0.
まず整数解を1つ求める。 直感で求めても良い。難しい場合は,定理2の証明中の方法を使う。つまり, a = 3 a=3 3, 6, 9, 12 3, 6, 9, 12 の中で b = 5 b=5 で割って 2 2 余るものを見つけると 12 12 が当たり。よって,割り算の式を書くと 3 ⋅ 4 = 5 ⋅ 2 + 2 3\cdot 4=5\cdot 2+2 となり, ( 4, − 2) (4, -2) が 3 x + 5 y = 2 3x+5y=2 の整数解になっていることが分かる。 2. もとの方程式と引き算する。 見つけた解: 3 ⋅ 4 + 5 ⋅ ( − 2) = 2 3\cdot 4+5\cdot (-2)=2 と元の方程式を辺々引き算して 3 ( x − 4) + 5 ( y + 2) = 0 3(x-4)+5(y+2)=0 を得る。 3. 一般解を求める 3 3 5 5 が互いに素なので, x − 4 = 5 m x-4=5m とおける。このとき y + 2 = − 3 m y+2=-3m となる。 つまり,一般解は ( x, y) = ( 4 + 5 m, − 2 − 3 m) (x, y)=(4+5m, -2-3m) 数字が非常に大きい問題は入試では出ないと思いますが,その場合は1つの解をユークリッドの互除法を用いて求めた方が早いです。どちらの方法も使えるようになっておきましょう。 ちなみに,一次不定方程式 には「ベズー等式(Bezout's identity)」という立派な名前がついています。 特殊解と同次方程式の一般解の和で表すのは大学に入ってからもよく出てくる形です Tag: 不定方程式の解き方まとめ Tag: 素数にまつわる覚えておくべき性質まとめ Tag: 数学Aの教科書に載っている公式の解説一覧
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