高校数学 公式・解法ノート
必須

積の形に直す (x-a)(y-b)=k

着眼点xy と x,\ y の1次の項がある式は、因数分解できるように定数を足して「整数 × 整数 = 定数」にする。

xy+ax+by=c\ \Longleftrightarrow\ (x+b)(y+a)=c+ab

あとは定数の約数の組を全部書き、条件(正・大小・偶奇)でふるう。

例題
1
x^2-y^2=12 を満たす自然数の組 (x,y) を求めよ。
解答
(x-y)(x+y)=12。0<x-y<x+y で、x-y と x+y は和が 2x(偶数)なので偶奇が一致。
12=1\cdot12=2\cdot6=3\cdot4 のうち両方偶数は (2,6)。
x-y=2,\ x+y=6 より x=4,\ y=2。
答 (4,2)
2
xy=2x+3y を満たす正の整数の組 (x,y) をすべて求めよ。
解答
xy-2x-3y=0 より (x-3)(y-2)=6。
x\ge1,\ y\ge1 なので x-3\ge-2,\ y-2\ge-1。
負×負の組 (-1,-6),(-2,-3),(-3,-2),(-6,-1) はいずれも範囲外。
正の組 (1,6),(2,3),(3,2),(6,1) より
答 (x,y)=(4,8),(5,5),(6,4),(9,3)(検算:4\cdot8=32=8+24)
注意負の約数の組を検討せずに捨てるのは減点対象。範囲から外れることを1行で書く。

「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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