高校数学 公式・解法ノート
差がつく

大小を仮定して範囲を絞る

着眼点対称な式は x\le y\le z と仮定し、一番小さい文字の範囲を不等式で有限個に絞る。

例:\dfrac1x+\dfrac1y+\dfrac1z=1,\ x\le y\le z なら \dfrac1x\ge\dfrac1y\ge\dfrac1z より 1\le\dfrac3x、つまり x\le3。

例題
1
abc=a+b+c を満たす正の整数 a\le b\le c を求めよ。
解答
a+b+c\le3c より abc\le3c、ab\le3。
(a,b)=(1,1):c=2+c で不成立。
(a,b)=(1,2):2c=3+c より c=3(b\le c を満たす)。
(a,b)=(1,3):3c=4+c より c=2 で b\le c に反する。
答 (a,b,c)=(1,2,3)
2
\dfrac1x+\dfrac1y+\dfrac1z=1 を満たす正の整数 x\le y\le z を求めよ。
解答
1\le\dfrac3x より x\le3。x=1 だと左辺 >1 なので x=2,3。
x=2:\dfrac1y+\dfrac1z=\dfrac12、\dfrac12\le\dfrac2y より y\le4、また \dfrac1y<\dfrac12 より y\ge3。y=3 で z=6、y=4 で z=4。
x=3:\dfrac1y+\dfrac1z=\dfrac23、y\ge3 かつ \dfrac23\le\dfrac2y より y=3,\ z=3。
答 (2,3,6),(2,4,4),(3,3,3)
ポイント最後に「大小の仮定を外すなら並べ替えも解」と一言書く(問題が順序を指定していない場合)。

「整数の性質」の項目

  1. 素因数分解と約数の個数・総和必須
  2. 最大公約数・最小公倍数と ab=GL必須
  3. ユークリッドの互除法必須
  4. 1次不定方程式 ax+by=c必須
  5. 余りで分類する(n=3k, 3k+1, 3k+2)必須
  6. 合同式で余りを計算する差がつく
  7. 式の最大公約数 gcd(2n+1, n+3)差がつく
  8. 積の形に直す (x-a)(y-b)=k必須
  9. 大小を仮定して範囲を絞る差がつく
  10. n! に含まれる素因数の個数差がつく
  11. n 進法(整数と小数)必須
  12. フェルマーの小定理不要

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