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数学 高校生

113. mとnが互いに素でないことを言い換えると mとnが素数を公約数にもつ となるのはなぜですか? 例えばm=20,n=4のときm,nは互いに素でなく、 公約数は4で素数ではないですよね?

基本例題 113 互いに素に関する証明問題 (2) 00000 自然数 α, bに対して, aとbが互いに素ならば, a+babは互いに素であるこ とを証明せよ。 p.476 基本事項 [②] 重要 114 指針a+b と ab の最大公約数が1となることを直接示すのは糸口を見つけにくい。 そこで,背理法(間接証明法)を利用する。 →a+b と ab が互いに素でない,すなわち a+b と ab はある素数』を公約数にもつ,と仮定して矛盾を導く。 なお,次の素数の性質も利用する。 ただし, m, nは整数である。 mnが素数」の倍数であるとき, mまたはn はかの倍数である。 CHART 互いに素であることの証明 ① 最大公約数が1を導く ② 背理法 (間接証明法) の利用 解答 a+b と ab が互いに素でない, すなわちa+b ab ある素 数』を公約数にもつと仮定すると ② (k, lは自然数) a+b=pk...・・・ ①, ab=pl と表される。 ② から, a または6の倍数である。 aがpの倍数であるとき, a=pm となる自然数mがある。 このとき, ①から6=pk-a=pk-pm=p(k-m) となり, ももかの倍数である。 これはaとbが互いに素であることに矛盾している。 bがpの倍数であるときも、同様にしてαはpの倍数であり, aとbが互いに素であることに矛盾する。 したがって,a+b と αb は互いに素である。 mとnが互いに素でない ⇒ m nが素数を公約 数にもつ <k-mは整数。 <a=pk-b =p(k-m') ( m'は整数) [参考] 前ページの基本例題112 (2) の結果 「連続する2つの自然数は互いに素である」 は, 整数 の問題を解くのに利用できることがある。 興味深い例を1つあげておこう。 問題 素数は無限個あることを証明せよ。 [証明] を2以上の自然数とすると+1は互いに素であるから,(n+1) は異な 」 る素因数を2個以上もつ。 同様にして, n=n(n+1)=n(n+1) (n2+1) は異なる素因数を3個以上もつ。 この操作は無限に続けることができるから, 素数は無限個存在する。 ※各自=2や=3などの場合で,このことを検証してみるとよい。 素数が無限個あることの証明は, ユークリッドが発見した背理法を利用する方法が有名である が、上の証明は、21世紀に入って (2006年), サイダックによって提示された, とても簡潔な方 法で 481 4章 17 約数と倍数、最大公約数と最小公倍数

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数学 高校生

17.1 長さ3のときのaabとbaaや、 長さ4のときのababとbabaは 同じものではないのですか??

320 00000 重要 例題 17 nの式で表される順列 文字 aとbをいくつか並べた列のうちで、6が隣り合わないものだけを考える。 文字がn個並んだものを 「長さnの列」 と呼ぶとき (1) 長さ3の列, 長さ4の列はそれぞれ何通りあるか。 (2) 長さ5の列で,a で始まる列は何通りあるか。また、長さ5の列で, b で始ま る列は何通りあるか。 (3) 長さnの列の個数をf(n) とするとき, f(n+2)=f(n+1)+f(n)が成り立 [津田塾大] つことを示せ。 基本6 指針 (1) 辞書式配列法を利用し、 条件を満たす列を書き上げる。 (2) 辞書式配列法の利用も列が長くなると大変。そこで (3) との関連もあり、(1) の長さ3 の列と長さ4の列を利用することを考える。 +3+04 (3) (23)の問題 解法をまねる ことも有効。 (2) と同じようにして, nの場合 (一般の場合) を考える。 解答 (1) 長さ3の列はaaa, aab, aba, baa, bab したがって 5通り 長さ4の列は f(n) f(n+1) baaa, baab, baba したがって 8通り (2) α で始まる長さ5の列は, 長さ4の列の前にαを付ければ よいから, (1) より 8通り また で始まる長さ5の列は,長さ3の列の前に ba を付 ければよいから (1) より 5通り である。 したがって (3) 長さ (+2) の列のうち, αで始まる列は, 長さ (n+1) の列の前に αを付けたもの で始まる列は,長さnの列の前に ba を付けたもの f(n+2)=f(n+1)+f(n) 練習 17 bα を追加 αを追加 J*3 aaab, aaba, abaa, ababbが連続するものを除く。 aaaa, - 辞書式配列で、条件に適す るものを書き上げる。 ⇒f(n+2) 1-5 αで始まる列は,αの次の 文字は α bどちらでもよ い。 文字はα (2)の一般化。 で始まる列は、あの本の 01 先頭車両から順に1からnまでの番号の付いたn両編成の列車がある。ただし、 n≧2 とする。 各車両を赤色, 青色,黄色のいずれか1色で塗るとき, 隣り合った

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数学 高校生

整数 (2)の(ィ)はこの解き方(写真二枚目)だとダメですか? 追記 辺々をかける、というのも慣れません。気軽に辺辺をかけても大丈夫なんでしょうか。

以 練習 (1) 2つの整数 46 に対して、a=bk となる整数kが存在するとき, blaと書くことにする。 ② 103 このとき, a20 かつ2|αであるような整数を求めよ。 (2) 次のことを証明せよ。 ただし, a,b,c,d は整数とする。 (ア)a,bがともに4の倍数ならば、a²+bは8の倍数である。 (イ) acの倍数で dがbの約数ならば, cd は abの約数である。 (1) 20 から 20=ak ・・・ ①, 2la から a=21.... ②と なる整数k, lが存在する。 ② を①に代入して 20=21-k ゆえには10の約数であるから fot よって ..... l=±1, ±2 ±5, ±10 したがって a=±2, ±4 ±10, ±20 (2)(ア) α, 6-4の倍数であるから, 整数k, lを用いて a=-4k, b=-Al と表される。 *>7_a²+b²=(−4k)²+(-41)² = 16k²+16/² kl=10 この2式の辺々を掛けて ab=cdkl は整数であるから, cd は abの約数である。 iaは20の約数」かつ 「αは2の倍数」と考え、 20の約数のうち偶数で あるものを書き上げる方 針で進めてもよい。 ←②に1の値を代入。 が圏の倍数 ⇔=k =8(2k²+212) 2k²+2L² は整数であるから +62 は8の倍数である。 (イ) acの倍数で, dが6の約数であるから, 整数k, lを用←がの約数 いて a=ck, b=dl と表される。 =l (は整数) (kは整数)

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数学 高校生

青線の上のところまでは流れが分かるのですが青線の下の所のan=の所どうして計算する必要があったのか分かりません🫠🫠🫠 逆にan=のところが答えになっているのでbn =の計算はどうして省かなかったのか意味わかりません😭😭😭😭教えてください🙇‍♀️

基本 23 階差数列 (第2階差) BREER 次の数列の一般項を求めよ。 指針与えられた数列 (cm) の階差数列 (b) を作っても、規則性がつかめな いときは {bg)の階差数列{an}の 6, 24, 60, 120, 210, 336, 504, ↓ ? CESTO 7047 第2階差数列) (c) を調べてみる。 {cm): 一般項c. がわかれば、 与えられた数列を {an}, その階差数列を {bn} とする。 解答また、数列{bn} の階差数列を (cm) とすると {an}: 6,24,60, 120 210,336,504, ······ {bn}: 18,36,60, 90, 126, 168, ...... {C}: 18, 24, 30, 36, 42, 数列{c.)は、初項18 公差6の等差数列であるから C=18+(n-1)・6=6n+12 (an): a a as a as (bn): by by by be ****** n≧2のとき ba=b₁+c=18+(6k+12) +-6-1 (n- (n-1)n+12(n-1) 18+6・ よって, n≧2のとき 09179740 CL C₂ C₂ 6 +6(n-1) a a+b=6+(3k+9k+6) -6+3(n-1)n(2n-1)+9. Caba.の順に一般項αがわかる。 このとき. 数列 (b) を(a.)の第1階差 数列という。 CHART 階差1つでわからなければ2つとる 00000 [岩手大] 基本 22 +9.(n-1)n ****** an-1 ******* a bab. =3n²+9n+6 この式にn=1 を代入すると, b=3+9+6-18 となるか 初項は特別扱い ら bn=3² +9 +6 (n≧1) Ca-1 46 24 60 120 210 336 18 36 60 90 126 18 24 30 36 +6 +6 +6 12-12(n-1) A-1 11/12 (n-1)((-1)+1) x(2(n-1)+1) -(- (n-1)n(2n-1) n 2(n²+3n+2)=n(n+1)(n+2) この式にn=1 を代入すると, 4,=1・2・36となるから、初項は特別扱い。 n=1のときも成り立つ。 したがって a. n(n+1)(n+2) しめくくり。 O

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数学 高校生

右下の赤で囲っているところが納得できません。 どなたかよろしくお願い致します。

より、 01-18 (124) Step Up (p.CF-30) 9 AH-AB <PAB = 8 とすると、 25 このABCの外門の中心をPとする。 このとき, AP・AB ウ である。そこで あるのでB・AC[] である。 APAD MAC と表すと [エ n= [オである。 LA <180° より ∠A=120° したがって、 AB・AC=\AB||AC|cos120° 右の図のように、外心P から辺ABに垂線PHを引 くと、△ABPは AP-BP の二等辺三角形 において AB 3. BC=7. CA-3 とする. このとき > FAの内臓は内頭の図形的意味を考えて、 APAB(AP//AB/cose ABABAB 2.5-3 AB+AC BC_5+3³-7² 2AB・AC APcost=AH=AB AP=mAB + AC と表すと よって AP・AB=JAP|AB|cost = AB AP cose =AB=AB=AB²=25 =25m 第3章 平面上のベクトル AP・AB= (mAB+nAC・AB 15 2 = 5-3-(-4)= =m/AB+nAC AB 15 15 22m+9n 10m-3x=5① にして、 AP-AC-12AC-12 AP・AC= (mAB+nAC) ・AC =mAB.AC+n|AC|² 9 5m-6m=-32 Ist. 0. 829. m=13. n=-11 よって ② より 7 130 11552 I 120イ ウ 13 15 Jo このときの大きさは オ 8 1 2 から求める。 | BCP を ABとACで 先にABAC を求めてもよい ▼Pは外心だから, AP=BP=CP [cose の値を求めなくて 積の図形的意味を考えて、 |AB|| AP | cose =AB・APcosd=AB・A と変形できる. DA-a この点に関 ∠PAC=0 とすると、 AP AC =|AP||AC|cost' |AC|| AP|cost =AC AC=AC 8 9 平面上に四角 AP C が成り立ってい <考え方> 点Pが四角 すべての点 点Pは平面上の任 BA DA=0 同様にして,点Pz AB-CB0 よ 点Pが点Cに一致 BC・DC0 よ 点Pが点Dに一致 AD・CD=0 よ ①.②③ ④ より 逆に、四角形ABCI AP-CP-AP ( =lAPI BP-DP (AP JAP =APP より, AP・CP=BP・L よって, 四角形AB |OA|=3. LOB (1) cose の値を (2) 点Aから直 KLをOA <考え方> (1) OA (2) 直角三角 (1) OA-20B|=4 10A-20B JOA ①に代入して よって, cose:

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数学 高校生

[2]なぜ、qは偶数なんですか?

188 重要 例題 113 素数の性質の利用 (1) n²-12n+27 の値が素数となるような自然数n をすべて求めよ。 (2) a,bを, a < b を満たす自然数とするとき、a+b=p,ab = g を満たす ⓒp. 174 基本事項 3 素数p, g を求めよ。 CHART & SOLUTION 積が素数となる条件 ① 素数』の正の約数は1とかのみ (1)a,bを整数, pを素数とするとき 0<a<bab=pならば α=1,b=p(小さい方が1) a<b<0, ab=pならばa=-p, b=-1 (大きい方が-1) n-12n+27=(n-3)(n-9) が素数のときは,n-3とn-9がともに正の場合と,とも に負の場合がある。 解答 (1) N=n²-12 n +27 とすると (2) 積が素数(ab=g) の条件とa<bから,aとbが決まる。 また, 偶数の素数は2だけ であることを利用する。 , g の偶奇に注目。 N=(n-3)(n-9) [1] n-3>n-9> 0 すなわち n >9のとき Nが素数となるとき n-9=1 よって n=10 このとき, n-3=7から N=7 となり,適する。 [2] n-9<n-3 <0 すなわち 1≦n <3 のとき Nが素数となるとき n-3=-1 よって n=2 このとき, n-9= -7 から N=7 となり、適する。 [1], [2] から 求める n の値は n=2, 10 (2) ab=g と α<bから a=1,b=g a+b=p に代入して p=g+1 A でありとの偶奇は異なるから p=2+1=3 よって p=3 は素数であるから,条件を満たす。 したがって、求める素数 p q は 00000 PRACTICE 1120 ② 偶数の素数は2だけ g=2 p=3, q=2 まず N を因数分解。 n-3, n-9がともに 正の数なら小さい方が1, ともに負の数なら大き い方が-1 7 は素数 nは自然数だから n ≧1 1≦n<3を満たす。 ■ 7 は素数。 ◆素数αの正の約数は 1 とgのみ p-g=1 (奇数) である から,pgの一方は奇 数で,もう一方は偶数。

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