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式と計算_不定方程式_3つの未知数

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 不定方程式

 3つの未知数

例題
  1. 次の条件を満たす自然数\(x , y , z\)の組み合わせを求めなさい。\(\begin{eqnarray}\left\{\begin{array}{l}x+y+z=12 \\ 3x+5y+8z=52\end{array}\right.\end{eqnarray}\)
  2. 50円と70円と100円のお菓子を全部で15個買ったところ、金額は1060円だった。100円のお菓子は何個買ったか。考えられる個数をすべて求めなさい。
    まずはこう解け!
 
  1. 関係を方程式で表す。
  2. 文字を1つ消去して未知数2つの不定方程式にする。
  3. 表で処理する。

等差数列の公式も使えるように!

はじめの数が\(a\)でそこから\(d\)ずつ増える数列のN番目の数は

\(a+d(N-1)\)で計算できる。

\(5,8,11,14,17・・・\)という数列の場合、はじめの数\(a=5\)、そこから3ずつ増えているので\(d=3\)

もし、50番目の数を求めたいのであれば\(5+3\times(50-1)=152\)

解答

  1. 次の条件を満たす自然数\(x , y , z\)の組み合わせを求めなさい。\(\begin{eqnarray}\left\{\begin{array}{l}x+y+z=12\dots① \\ 3x+5y+8z=52\dots②\end{array}\right.\end{eqnarray}\)
  2. \(z\)を消去する。\(①×8-②\)

    \(5x+3y=44 \)

    \(y\)について解くと

    \(y= \dfrac{44-5x}{3} \)

    \(y\)が自然数になるためには、\(44-5x\)が3の倍数であれば良い。

    また\(y>0\)より\(44-5x>0\)、\(x< 8.8…\)つまり、\(x\)は8以下の数を求めれば良いので順番に調べると

    x 8 7 6 5 4 3 2 1
    y × 3 × × 8 × × 13
    (z) × 2 × × 0 × × -2

    ※\(z\)は\(x+y+z=12\)から計算

    \(z\)が自然数の範囲であるのは\((x,y,z)=(7,3,2)\)のみ

    \((x,y,z)=(7,3,2) \)

  3. 50円と70円と100円のお菓子を全部で15個買ったところ、金額は1060円だった。100円のお菓子は何個買ったか。考えられる個数をすべて求めなさい。
  4. 問題文より連立不等式を立てると

    \(\begin{eqnarray}\left\{\begin{array}{l}x+y+z=15\dots① \\ 50x+70y+100z=1060\dots②\end{array}\right.\end{eqnarray}\)

    ②÷10

    \(5x+7y+10z=106 \dots③ \)

    ①×10-③

    \(5x+3y=44 \dots④ \)

    ④を\(y\)について解くと

    \(y= \dfrac{44-5x}{3} \)

    \(y\)が自然数になるためには\(44-5x\)が3の倍数になればよい。

    また\(y>0\)より\(44-5x>0\)、\(x< 8.8\)つまり、\(x\)は8以下の数を求めれば良いので順番に調べると

    x 7 6 5 4 3 2 1
    y 3 × × 8 × × 13
    (z) 5 × × 3 × × 1

    ※\(z\)は\(x+y+z=12\)から計算

    \(z\)が自然数の範囲であるのは\((x,y,z)=(7,3,5),(4,8,3),(1,13,1)\)

    よって\(z\)の個数として考えられるのは

    \(1個,3個,5個 \)

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