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数学と人間の活動(2)
明日定期テストです。(しかも一時間目から数1)
24ⅹ+19y=1 がわかりません。24と19を互除法で解き、移項するまではわかるのですが、そのあとがわかりません。わかりやすく途中式を書いてほしいです。
回答
こんにちは。
問題は「整数解すべてを求めよ」ということですね。
しかも「ユークリッドの互除法を用いて」という指定がついているのですか?
指定されてなかったら、24と19を整数倍したものをいくつか書いて(たいていは5,6倍まですれば大丈夫)、差が1であるものを見つければいいのですが…
24…24,48,72,96
19…19,38,57,76,95 あ、見つかった!
96=24×4 95=19×5 この差は1
よって、24×4ー19×5=1
つまり 24×4+19×(ー5)=1。
解の1つが見つかりました。この式があとで書く⑤になります。
下のほうでやってるので見て。
この4とー5を見つけるのをユークリッドの互除法でやれという命令なのですね。
割り算なんかしながら(縦書き割り算を左につなげるのは分かる?)
24÷19をやって、24=19×1+5
これより 5=24-19×1…① (余り=の式にしておく)
19÷5をやって、19=5×3+4 (前の割った数19を余り5で割る)
これより 4=19-5×3…② (余り=の式にしておく)
5÷4をやって、5=4×1+1 (前の割った数5を余り4で割る)
これより 1=5-4×1…③ (余り=の式にしておく)
あまりが1になったところでおしまい。
このあと、③からスタートして、②を代入。整理したら①を代入ってことをやります。
③→1=5-4×1
=5-(19-5×3)×1←②4=を代入
=5ー19×1+5×3
=5×4ー19×1 (×1はなくてもいいけど)
これの5に①の5=を代入
=(24-19×1)×4ー19×1
=24×4-19×4ー19×1
=24×4ー19×5
=24×4+19×(ー5)
これで、あたえられた不定方程式を満たす解が1つ見つかりました。
x=4,y=ー5
この後は
24x+19y=1…④
24・4+19・(ー5)=1…⑤
④-⑤
24(x-4)+19(y+5)=0
24(x-4)=ー19(y+5)…⑥
24と19は互いに素で、右辺は19の倍数だから、それに等しい左辺も19の倍数だ、と解釈できるので、
じゃぁ、x-4のほうが19の倍数だとわかる。これを整数kを用いて
x-4=19kと書ける。すると⑥は
24・19k=ー19(y+5)
24k=ー(y+5)
よってy+5=ー24k
y=ー24k-5
あ、x=19k+4です。
以上より x=19k+4、y=ー24k-5
なお、この一般解の表現はたくさんあって、これ以外でも正解となりえます。
x=ー19k+4,y=24k-5だっていいし。
x=19k+23,y=ー24kー29 も正解ですよ。
これでわかりますか?コメント欄に返事を書いてください。明日のテスト、がんばってくださいね!