高校数学 公式・解法ノート
差がつく

式の最大公約数 \gcd(2n+1,\ n+3)

着眼点互除法の考え方を文字式に使う。一方から他方の何倍かを引いて、定数にする。

\gcd(a,b)=\gcd(b,\ a-kb)\quad(k\text{ は整数})

連続する2整数 n,\ n+1 は互いに素(\gcd(n,n+1)=\gcd(n,1)=1)。

例題
1
1\le n\le30 の整数 n で、2n+1 と n+3 の最大公約数が5になるものは何個あるか。
解答
\gcd(2n+1,\ n+3)=\gcd(n+3,\ (2n+1)-2(n+3))=\gcd(n+3,\ 5)。
これが5 ⇔ n+3 が5の倍数 ⇔ n\equiv2\pmod5。
n=2,7,12,17,22,27。
(検算:n=7 で \gcd(15,10)=5)
答 6個

「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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