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数学 高校生

この問題なのですが、解答の解き方だとk=3k+2が成り立つ→2^kを7で割った余りが4になる証明をしているように見えるのですが、違うのでしょうか?(もしあっているなら、なぜそれでも証明できるのか。間違っているのなら、どういう解釈をすれば良いのか。について教えて欲しいです!)

(qはkを3で割ったときの商)のいずれかで表されることに注目し, k=3q+2の場合 kを自然数とする。 2* を7で割った余りが4であるとき, んを3で割った余り、 指針> 2*=71+4 (1は自然数) とおいてもうまくいかない。ここでは, 重要 例題 7 整数の問題への二項定理の利用 2であることを示せ。 重要6 【類千葉大) kが 3q, 3q+1, 3q+2 13で割った余りが0, 1, 2 け 2*を7で割った余りが4となることを示す方針で進める。 19えは,た=3q のときは, 2*=29=89であり. 89=(7+1)'として ニニ項定理 を利用する。 2* を7で割ったときの余りを求めることができる。 解答 43で割った余りは0か1分 2である。 をを3で割った商をqとすると, kは 3q, 3q+1, 3q+2 のいずれかで表される。 [1] k=3qのとき, q21であるから A イk=3, 6, 9, 2*=29=(2°)°=8°=(7+1)° =,Co79+,C.79-1+ +Cq-1'7+,Cq =7(Co+C79-2+ +Cae+1 イ二項定理 は整数で、 よって,2* を7で割った余りは1である。 [2] k=3q+1 のとき, q20であり q=0すなわちk=1のとき q21のとき 2*=29q+1_2-2°q=2-89=2(7+1)° 2*=7×(整数)+1 の形。 (R=1, 4, 7, イ二項定理を適用さ式の 「数は自然数でなはればなら たいから,q=0とq21で 分けて考える。(*) は [1] の式を利用して導いている 2*=2=7-0+2 =7-2(,Co7*-1+,C,7"-2+…+,Cq-i) +2 (*) よって, 2*を7で割った余りは2である。 [3] k=3q+2のとき, q20であり q=0すなわちk=2のとき q21のとき 2=29q+2=2°.299=4-89=4(7+1) Ak=2, 5, 8, 2*=22=4=7·0+4 0000 =7·4(,Co7°-1+,C,79-2+……+Cq-1)+4 0000e [1]の式を利用。 よって,2* を7で割った余りは4である。 [1]~[3] から, 2* を7で割った余りが4であるのは, k=3q+2のときだけである。 したがって, 2* を7で割った余りが4であるとき, kを3で割った余りは2である。 別解 合同式の利用。 のまでは同じ。8-1=7·1 であるから [1] k=3q(q21)のとき [2] k=3q+1(q20) のとき q=0の場合 2*=2=7-0+2 g21の場合 [3] k=3q+2(q20)のとき q=0 の場合 2*=4=7-0+4 q21の場合 以上から, 2* を7で割った余りが4であるとき, kを3で割った余りは2である。 合同式については, 改訂版チャート式基礎からの数学I +A p.492~参照。 8=1(mod 7) 2=29=89=19=1 (mod 7) 一 (自然数n に対し a=b(mod m)のとき a"=b"(mod m) 2=299+1=89-2=1°.2=2 2*=29q+2=89-2=1°.4=4 東習 正の整数nでn"+1が3で割り切れるものをすべて求めよ。 ト (類 一橋大) (p.21 EX5」 のが

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数学 高校生

注意②の「3は何倍しても9を法として1と合同にはならない」のは何故ですか? aとmが互いに素でないこととどんな関係があるのですか?

合同式の1次方程式 次の合同式を満たすxを, それぞれの法mにおいて, x=a (mod m) [aはmより小さい自然数] の形で表せ。 (1) 4x=3 (mod5) 用して、 例題 37 (2) 3x=6(mod9) 合同式の扱い ×3D0, 1, …, m-1 について, 表を用いて調べる。 (1) 下の表より, 4x=3 (mod5) となるのは, x=2 のときである。 3 x 0 1 2 4 4x|0 4 8=3 12=2 16=1 圏 x=2(mod5) 別解 [左辺のxの係数を1にすることを考える] 4x=3 (mod5)の両辺に4を掛けて 16x=1·x=x (mod5), 12=2 (mod5) であるから (2) 下の表より,3x=6 (mod9) となるのは, x=2, 5, 8 のときである。 16x=12(mod5) =2(mod5)啓 012 3 4 5 6 7 8 x 3x|0 3 6930 12=3 15=6 18=0 21=3 24=6 よって =2, 5, 8(mod9) 寄 注意 0 x=a (modm) または x=b (modm)を,「x=a, b (modm)」 と表す。 2 3は何倍しても9を法として1と合同にはならないから, (2)は(1) の別解の方法を使えない。また, 3x=6 (mod9) の両辺を3で割っ て, x=2 (mod9) としてはいけない。 参考 一般に,aとmが互いに素であるときに限り, ax=ay (modm) → x=y (modm) が成り立つ。 (証明)ax=ay (modm) → a(x-y)=mk (kは整数) aとmが互いに素であるから, x-yはmの倍数である。 よって x=y(mod m) S

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数学 高校生

なぜ赤線の記述を書いているのかよく分かりません。 教えてほしいです🙇‍♀️

指針> n=k+1の場合に (k+1)°が現れるが, この展開には二項定理 (数学IⅡ)を利用する。 フェルマの小定理に関する証明 重要 例題139 OOOO0 救学的帰納法によって証明せよ。 【類茨城大) 基本136 カーk+1の場合に (k+1)”が現れるが, この展開には二項定理(数学I)を利用する。 (k+1)°=k°+C,ke-1+Cake-?+… .Cp-ポ+,Cp-ik+1 (k+1)°-(k+1)= Cike-1+Cake-2+ +Cp-k+,Cp-k+l°-k nーkのときの仮定より, kピーkはかで割り切れるから, ,Ci, Ca, , C-iすなわち よって C,(1Srsp-1) がpで割り切れる ことを示す。 解答 4合同式(チャート式基礎からの数学 A)を 利用してもよい(解答編 p.427 参照)。 「n°ーnはpの倍数である」 を①とする。 [1] n=1のとき 1°-130 よって,① は成り立つ。 のとおける。 [2] n=k のとき①が成り立つと仮定すると, k"ーk=pm (mは整数) n=k+1のときを考えると, ②から (R+1)°-(k+1)=k°+,Cik-1+CakP-2+… +Cp-sk?+,Cp-e+1ー(k+1) =CkP-1+,Ck-2+… +Cp-k+,Cp-k+pm p. 3 (カ-1)! r(rー1)! (カーア)! 2.n.Cr-1 p! ACr=(カーr)! %D D ア 1Srsp-1のとき pは素数であるから, rとかは互いに素であり, Crはpで割り切れる。 ゆえに,3から,(k+1)°ー(k+1) はpの倍数である。 したがって、n=k+1 のときにも①は成り立つ。 「1「21 から、すべての自然数nについて、 n°ーnはpの倍数である。 よって r. C,=DかCrー

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数学 高校生

(2)の(イ)の問題の最初の部分は9≡4(mod5)であるから、と書いても平気ですか?💦 教えてくださると嬉しいです🙇‍♀️

(イ)「4=●(mod5)かつ ● が3の倍数」となるような数を見つけ, 性質5を適用する。 は m の倍数である、 (1) p.492 基本事項の合同式の性質 2, および次の性質5を証明せよ。ただし、 (2) 次の合同式を満たすxを, それぞれの法 m において, x=a(mod m) la t 加法·減法·乗法だけなら普通の数と同じように扱える 494 OO000 演習 合同で 演習 例題121 合同式の性質の証明と利用 は整数,m は自然数とする。 5aとm が互いに素のとき mより小さい自然数] の形で表せ(これを合同方程式を解くということ。 (ア) x+4=2(mod 6) (イ) 3x=4(mod 5) 指針に p.492 基本事項 指針> (1) 方針はか、493 の「証明と同様。 =■(mod m) のとき, 合同式 解答 (1) 2 条件から, a-b=mk, c-d=ml (k,1は整数) と表され AAの倍数 ,=Ak (k は整数) a=b+mk, c=d+ml よって a-c=(b+mk)-(d+ml)=b-d+m(k-1) ゆえに a-c-(6-d)=m(k-1) 5 ax=ay (mod m) ならば, ax-ay=mk (kは整数)と表 され 価会 よって a-c=b-d(mod m) p, qが互いに素で a(x-y)=mk x-y=ml (1は整数) x=2-4(mod 6) aとm は互いに素であるから よって x=y(mod m) がqの倍数ならば、 k はqの倍数である。 (2)(ア) 与式から -2=4(mod 6)であるから (イ) 4=9 (mod 5) であるから,与式は 法5と3は互いに素であるから 9=4Chods) 4性質 2。移項の要領。 x=4(mod 6) 3x=9(mod 5) イ-2-4=-6 (6 の倍数) また,推移律を利用。 x=3(mod 5) (性質5を利用。 検討)合同方程式の問題は表を利用すると確実 (2) (イ)については, 次のような 表を利用 する解答も考えられる。 別解 (イ) x=0, 1, 2, 3, 4について, 3xの値は右の表 のようになる。3x=4(mod 5) となるのは, x=3のと きであるから x=3 (mod5) 注意 合同式の性質5が利用できるのは,「aとmが互いに素」であるときに限られる。 例えば,4x=4 (mod 6) - ①よりx=1 (mod 6) としたら 誤り! 表を利用 の方針で考えると, 右の表からわか るように x=1, 4(mod6) である。 [x=a(mod m)またはx=b(mod m) を「x=a, b(mod m)」と表す。] x 0 1 3 4 3x || 0 3 6=1 9=4 12=2 のについては, 4と法6は互いに素ではないから, 5 x 0 1 2 3 4 練習 (1) p.492 基本事項の合同式の世面 2@

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