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1次不定方程式の計算問題

ax+by=c の整数解を求める

この単元のポイント

公式と考え方

ax+by=cax+by=c のように,整数の解を求める方程式を1次不定方程式といいます。1組の整数解を見つけ,その解を使って一般解を求めます。

  • まず,1組の整数解(特殊解)を見つけます。小さな数を代入して探すか,互除法を使います。
  • ax+by=cax+by=c の特殊解を (x0, y0)(x_0,\ y_0) とすると,一般解は,式の差をとって因数分解し,a(x−x0)=−b(y−y0)a(x-x_0)=-b(y-y_0) から求められます。
  • aa,bb が互いに素なら,x=x0+bkx=x_0+bk,y=y0−aky=y_0-ak(kk は整数)です。
例題と解き方

3x+5y=13x+5y=1 の整数解を求めなさい。

  1. 特殊解として,x=2x=2,y=−1y=-1 が見つかります(6−5=16-5=1)。
  2. 辺々を引くと 3(x−2)=−5(y+1)3(x-2)=-5(y+1) で,3と5は互いに素なので,x−2=5kx-2=5k です。
  3. x=2+5kx=2+5k,y=−1−3ky=-1-3k(kk は整数)です。
よくある間違い
  • 特殊解だけを答えて,一般解(kk を使った形)にしない。
  • yy の式の符号を,xx と同じにしてしまう。

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