⏳ 読み込み中… この表示が消えないときは、ページを再読み込みしてください

← マップ

整数解の一般形を作る

📖 言葉で読む:一次不定方程式の整数解 →
整数解の一般形を作る全3問
① 考えてみよう

2x+3y=132x+3y=13 の整数解は、実はたくさんあるよ。この式は座標の上では1本の直線で、整数解はその上の格子点なんだ。

テキストで読む

アニメを見なくても、このページの流れを最後まで文章で追えるよ。

  1. ① 考えてみよう
  2. 1

    2x+3y=132x+3y=13 の整数解は、実はたくさんあるよ。この式は座標の上では1本の直線で、整数解はその上の格子点なんだ。

  3. 2

    解を1組見つけたら、残りの整数解はどんなふうに並ぶだろう? 整数 tt を使って、まとめて1つの式で書けるかな?

  4. ② 考え方
  5. 3

    まず1組さがすと (2,3)(2,3)。2×2+3×3=4+9=132\times2+3\times3=4+9=13 でちゃんと合ってるね。これを基準 (x0,y0)(x_0, y_0) にしよう。

  6. 4

    となりの解へは、xx を3ふやして yy を2へらす。(5,1)(5,1) になった。この (+3,−2)(+3, -2) は、式の係数 3 と 2 から作った歩はばだよ。

  7. 5

    反対むきに xx を3へらし yy を2ふやすと (−1,5)(-1,5)。同じ直線の上を、同じ歩はばで両むきにずっと続いていくんだ。

  8. 6

    まとめると、整数 tt を使って x=2+3tx=2+3t、y=3−2ty=3-2t。t=0,1,−1t=0,1,-1… と入れると、さっきの解が順に出てくるよ。これが解の一般形だね。

  9. ③ 解答
  10. 7

    だから一般形は (x,y)=(2+3t, 3−2t)(x, y) = (2+3t,\ 3-2t)。進む向き (+3,−2)(+3, -2) は直線に平行だから、基準解1つを直線にそって平行移動するだけで整数解を全部表せる。これが一般形の使いどころだよ。

答案の書き方(記述例)

解き方がわかったら、次は答案に書く番。テストの解答用紙には、こんなふうに書けば伝わるよ。

2×2+3×3=132 \times 2 + 3 \times 3 = 13 なので、x=2x = 2、y=3y = 3 は 2x+3y=132x + 3y = 13 の整数解の1つである。

2x+3y=132x + 3y = 13 から 2×2+3×3=132 \times 2 + 3 \times 3 = 13 を引くと 2(x−2)+3(y−3)=02(x - 2) + 3(y - 3) = 0

すなわち 2(x−2)=−3(y−3)2(x - 2) = -3(y - 3) ……①

22 と 33 は互いに素なので、①より x−2x - 2 は 33 の倍数である。

tt を整数として x−2=3tx - 2 = 3t とおくと、①より 6t=−3(y−3)6t = -3(y - 3) なので y−3=−2ty - 3 = -2t

よって x=2+3tx = 2 + 3t、y=3−2ty = 3 - 2t

逆に、この xx、yy は 2(2+3t)+3(3−2t)=132(2 + 3t) + 3(3 - 2t) = 13 を満たす。

答え (x,y)=(2+3t, 3−2t)(x, y) = (2 + 3t,\ 3 - 2t)(tt は整数)

減点されやすいポイント

「22 と 33 は互いに素なので x−2x - 2 は 33 の倍数」が一般形を作る根拠だから、ここは省かずに書こう。最後の「tt は整数」も忘れやすいので気をつけてね。(2+2t, 3−3t)(2 + 2t,\ 3 - 3t) のように係数の 22 と 33 を入れかえずに使うと、代入して 13−5t13 - 5t になり、t=0t = 0 以外では式を満たさないよ。(3+3t, 2−2t)(3 + 3t,\ 2 - 2t) は、基準の解 (2,3)(2, 3) の xx と yy を取りちがえたもので、どの tt を入れても 2(3+3t)+3(2−2t)=122(3 + 3t) + 3(2 - 2t) = 12 になり、1313 にならないね。

友だちに教えるLINEで送るXに投稿

関連するコンテンツ

もとになる考え方(レッスン)

関連する使いどころ

言葉で読む(定理辞典)