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【2015年度センター試験.数学T・数学A】第5問 [選択問題]
以下では,a=756とし,mは自然数とする。 (1) aを素因数分解すると
a=2ア·3イ·ウ
である。aの約数の個数はエオ個である。 (2) が自然数となる最小の自然数mはカキである。 が自然数となるとき,mはある自然数kにより,m=カキk2と表される数であり,そのときの の値はクケコkである。 |
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756=22·33·7→アイウ
【約数の個数】---前もって覚えておくべきこと
756=22·33·7に上記の公式を当てはめると,約数の個数は,(2+1)(3+1)(1+1)=24個→エオp, q, r, ...を素数とし,a, b, c, ...≧0を整数とするとき,N=pa·qb·rc...の正の約数の個数は, (a+1)(b+1)(c+1)... (2) 22×33×7×mがある自然数の2乗になるには m=3×7=21→カキ このとき =126k→クケコ |
(3) 次に,自然数kによりクケコkと表される数で,11で割った余りが1となる最小のkを求める。1次不定方程式
クケコk−11ℓ=1 を解くと,k>0となる整数解(k, ℓ)のうちkが最小のものは,k=サ, ℓ=シスセである。 (4) が11で割ると1余る自然数となるとき,そのような自然数mのなかで最小のものはソタチツである。 |
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126k=11ℓ+1
(3)11ℓ=126k−1 ℓ ℓは整数だから,5k−1=11m(mは整数)とおける kは整数だから,m+1=5n(nは整数)とおける 以上をまとめると k=2(5n−1)+n=11n−2 ℓ=11(11n−2)+(5n−1)=126n−23 (nは整数) 126k−11ℓ=1 となる整数解(k, ℓ)を求める. 右の計算から,k>0となる最小の整数は,k=9(n=1のとき) このとき,ℓ=103 →サ,シスセ (4) 上記の結果から, k=9のとき,m=21k2=21× 81=1701→ソタチツ |
【2016年度センター試験.数学T・数学A】第4問 [選択問題]
(1) 不定方程式 92x+197y=1 を満たす整数x, yの組の中で,xの絶対値が最小のものは x=アイ,y=ウエ である。不定方程式 92x+197y=10 を満たす整数x, yの組の中で,xの絶対値が最小のものは x=オカキ,y=クケ である。 |
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(1)
xについて解くと xは整数だから 1−13y=92mとおける(mは整数) これをyについて解くと yは整数だから 1−m=13nとおける(nは整数) 以上から m=1−13n y=−7(1−13n)+n=92n−7 x=−2(92n−7)+(1−13n)=15−197n (nは整数)
y=−7→ウエ 上記の結果から 92×15+197×(−7)=1 両辺を10倍すると 92×150+197×(−70)=10・・・(#1) (#1)は,x=150, y=−70が,不定方程式 92x+197y=10・・・(#2) の1つの解であることを示している. (#2)式,(#1)式を辺々引くと 92(x−150)=197(−y−70)・・・(#3) 92=22× 23,197は素数だから,(#3)より x−150=197t −y−70=92t (tは整数) x−150=197t x=197t+150 x=−47, 150, ... −y−70=92t y=−92t−70 y=22, −70, ... 結局,xの絶対値が最小のものは x=−47→オカキ このとき(t=−1のとき) y=22→クケ |
【2017年度センター試験.数学T・数学A】第4問 [選択問題]
(1) 百の位の数が3,十の位の数が7,一の位の数がaである3桁の自然数を37aと表記する。 37aが4で割り切れるのは
a=ア,イ
のときである。ただし,ア,イの解答の順序は問わない。
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(2) 千の位の数が7,百の位の数がb,十の位の数が5,一の位の数がcである4桁の自然数を7b5cと表記する。
7b5cが4でも9でも割り切れるb, cの組は,全部でウ個ある。これらのうち,7b5cの値が最小になるのはb=エ,c=オのときで,7b5cの値が最大になるのはb=カ,c=キのときである。 また,7b5c=(6×n)2となるb, cと自然数nは
b=ク,c=ケ,n=コサ
である。
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(2)
100は4で割り切れるから,7b00は4で割り切れる.そこで,7b5cが4で割り切れるには 50+c (0≦c≦9) が4で割り切れればよい. c=2, 6 次に,7b5cが9で割り切れるには,各位の数の和が9で割り切れることが必要十分条件になる.
(証明)
ア) 7b52が9で割り切れるには4桁の整数N=abcd=1000a+100b+10c+dが9で割り切れるには, 1000a+100b+10c+d =(999a+99b+9c)+(a+b+c+d) =9(111a+11b+c)+a+b+c+d であるから Nが9で割り切れる ⇔ a+b+c+dが9で割り切れる 7+b+5+2=14+b=9n (0≦b≦9) より,b=4 イ) 7b56が9で割り切れるには 7+b+5+6=18+b=9n (0≦b≦9) より,b=0, 9 したがって,4でも9でも割り切れる(b, c)の組は,全部で(4, 2), (0, 6), (9, 6)の3個→ウ このうち,7b56が最小になるのは,b=0, c=6のとき→エオ 7b56が最大になるのは,b=9, c=6のとき→カキ また,7b5c=(6×n)2となるものを調べると 7056=62×142→適する 7956=62×13×17→適さない 7452=62×9×23→適さない したがって,b=0, c=6, n=14のとき→ク,ケ,コサ |
【2018年度センター試験.数学T・数学A】第4問 [選択問題]
(1) 144を素因数分解すると
144=2ア×イウ
であり,144の正の約数の個数はエオ個である。
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(2) 不定方程式
144x−7y=1
の整数解x, yの中で,xの絶対値が最小になるのは
x=カ,y=キク
であり,すべての整数解は,kを整数として
x=ケk+カ,y=コサシk+キク
と表される。
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(2)
144x−7y=1をyについて解くと yは整数だから 4x−1=7m(mは整数) さらに,この式をxについて解くと (mは整数) xは整数だから 3m+1=4n(nは整数) さらに,この式をmについて解くと mは整数だから n−1=3k(kは整数) 以上をまとめると,整数x,y,m,nは,整数kを用いて,次のように表される. n=3k+1 m=(3k+1)+k=4k+1 x=(4k+1)+(3k+1)=7k+2 y=20(7k+2)+(4k+1)=144k+41 xの絶対値が最小になるとき,次の表より,
また,すべての整数解は,kを整数として x=7k+2, y=144k+41→ケ,コサシ と表される。 |
(3) 144の倍数で,7で割ったら余りが1となる自然数のうち,正の約数の個数が18個である最小のものは144×スであり,正の約数の個数が30個である最小のものは144×セソである。
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(3)
144x=24×32×(7k+2)(kは整数) の約数の個数が18個となるのは,7k+2=2のとき
25×32の約数の個数は,6×3=18個
144×2→スまた,7k+2の値で,これよりも小さな正の整数はない 次に,kの値と7k+2 (>0), 144xおよびその正の約数の個数は,次の表のようになる.
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【2019年度センター試験.数学T・数学A】第4問 [選択問題]
(1) 不定方程式
49x−23y=1
の解となる自然数x, yの中で,xの値が最小のものは
x=ア,y=イウ
であり,すべての整数解は,kを整数として
x=エオk+ア,y=カキk+イウ
と表せる。
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(1)
49x−23y=1をyについて解くと yは整数だから 3x−1=23m(mは整数) さらに,これをxについて解くと xは整数だから 2m+1=3n(nは整数) さらに,これをmについて解くと mは整数だから n−1=2k(kは整数) 以上をまとめると,n,m,x,yは整数kを用いて,次のように表せる. n=2k+1 m=(2k+1)+k=3k+1 x=7(3k+1)+(2k+1)=23k+8 y=2(23k+8)+(3k+1)=49k+17 ここで,x,y>0だからk≧0 xが最小となるのは,k=0のとき x=8, y=17→ア,イウ すべての整数解は x=23k+8, y=19k+17→エオ,カキ |
(2) 49の倍数である自然数Aと23の倍数である自然数Bの組(A, B)を考える。AとBの差の絶対値が1となる組(A, B)の中で,Aが最小になるのは
(A, B)=(49×ク,23×ケコ)
である。また,AとBの差の絶対値が2となる組(A, B)の中で,Aが最小になるのは
(A, B)=(49×サ,23×シス)
である。
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(2)
(1)の結果から A−B=49x−23y=1となる組(A, B)の中で,Aが最小になるのは A=49×8, B=23×17・・・(#1) また,A−B=49x−23y=−1となる自然数の組(A, B)は x=−23k−8(k≦−1) y=−19k−17(k≦−1) Aが最小になるのは A=49×15, B=23×2・・・(#2) (#1)(#2)を比較すると,(#1)の方でAが最小になる
(A, B)=(49×8,23×17)→ク,ケコ
A−B=49x−23y=2となる組(A, B)はA=49x=49×(23k+16)(k≧0) B=23y=23×(49k+34)(k≧0) Aが最小になるのは A=49×16, B=23×34・・・(#3) また,A−B=49x−23y=−2となる自然数の組(A, B)は A=49x=49×(−23k−16)(k≦−1) B=23y=23×(−49k−34)(k≦−1) Aが最小になるのは A=49×7, B=23×15・・・(#4) (#3)(#4)を比較すると,(#4)の方でAが最小になる A=49×7, B=23×15→サ,シス |
(3) 連続する三つの自然数a, a+1, a+2を考える。
aとa+1の最大公約数は1
である。a+1とa+2の最大公約数は1 aとa+2の最大公約数は1またはセ また,次の条件がすべての自然数aで成り立つような自然数mのうち,最大のものはm=ソである。
条件:a(a+1)(a+2)はmの倍数である。
(4) 6762を素因数分解すると
6762=2×タ×7チ×ツテ
である。
bをb(b+1)(b+2)が6762の倍数となる最小の自然数とする。このとき,b, b+1, b+2のいずれかは7チの倍数であり,また,b, b+1, b+2のいずれかはツテの倍数である。したがって,b=トナニである。
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(3)
m=2→セ(明らか) m=6→ソ(連続3整数の積は3!=6の倍数) (4) 6762=2×3×72×23→タ,チ,ツテ ,b, b+1, b+2のいずれかは72の倍数であり,また,b, b+1, b+2のいずれかは23の倍数である。(b, b+1, b+2がどんな自然数であっても,2×3=6の倍数にはなる) ア) bが72の倍数であり,かつ,23の倍数であるとき b=49×23=1127 b+1=49×23=1127ならばb=1126 b+2=49×23=1127ならばb=1125 イ) b, b+1またはb+1, b+2の隣り合う2つの数が72と23の倍数であるとき (2)の結果から,b+2=49×8, b+1=23×17のとき,bが最小となる・・・b=340 ウ) b, b+2の2つの数が72と23の倍数であるとき,(2)サシスの結果から b=49×7, b+2=23×15のとき,bが最小となる・・・b=343 以上から,b=343のとき最小→トナニ |
【2020年度センター試験.数学T・数学A】第4問 [選択問題]
(1) xを循環小数2.••36とする。すなわち
2.363636 ···
とする。このとき
100x−x=236.••36−2.••36
であるから,xを分数で表すと
(2) 有理数yは,7進法で表すと,二つの数字の並びabが繰り返し現れる循環小数2.••ab(7)になるとする。ただし,a, bは0以上6以下の異なる整数である。このとき
49y−y=2ab.••ab(7)−2.••ab(7)
であるから
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(i) yが,分子が奇数で分母が4である分数で表されるのは
であるから
a=セ,b=ソ
である。(ii) y−2は,分子が1で分母が2以上の整数である分数で表されるとする。このようなyの個数は,全部でタ個である。 |
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(i)
が,分子が奇数で分母が4である分数で表されるのは,分子が12で割り切れる(12よりも大きい整数では割り切れない)とき 96+7a+b=12s(sは整数) 7a+b=12t(tは整数)・・・(#1) (#1)において,0≦a, b≦6, a≠bだから 1) a=0, b=0→a=bだから不適 2) a=1, b=5→適する 3) a=2, b=10→b>6だから不適 4) a=3, b=3→a=bだから不適 5) a=4, b=8→b>6だから不適 6) a=5, b=1→適する 7) a=6, b=6→a=bだから不適 以上から →コサ →ケ のときは,7a+b=36であるから a=5, b=1→セ,ソ が,分子が1で分母が2以上の整数である分数で表されるには, 分子が 7a+b=1, 2, 3, 4, 6,8, 12, 16, 24, (48) (a, b)は (0,1),(0,2),(0,3),(0,4),(0,6),(1,1),(1,5),(2,2),(3,3) 全部で6個→タ |
【2022年度共通テスト.数学T・数学A】第4問 [選択問題]
(1) 54=625を24で割ったときの余りは1に等しい。このことを用いると,不定方程式
54x−24y=1 ・・・@
の整数解のうち,xが正の整数で最小になるのは
x=ア,y=イウ
であることがわかる。また,@の整数解のうち,xが2桁の正の整数で最小になるのは
x=エオ,y=カキク
である。
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(1)
625=16×39+1 すなわち 54=24×39+1 54×1−24×39=1 だから,x=1, y=39→ア,イウ 54x−24y=1 − ) 54×1−24×39=1 54(x−1)−24(y−39)=0 54(x−1)=24(y−39) 54, 24は互いに素だから x−1=24t x=24t+1(tは整数) 同様にして y=54t+39(tは整数) xが2桁の正の整数で最小になるのは,t=1のとき.このとき x=17, y=664→エオ,カキク |
(2) 次に,6252を55で割ったときの余りと,25で割ったときの余りについて考えてみよう。
まず,
6252=5ケ
であり,また,m=イウとすると
6252=2ケm2+2コm+1
である。これらより,6252を55で割ったときの余りと,25で割ったときの余りがわかる。
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