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第3章 整数の性質
第1節 約数と倍数
p.107
練習1
\({\small (1)}~\pm 1,\pm 2,\pm 3,\pm 4,\pm 6,\pm 12\)
\({\small (2)}~6,12,18,24,30\)
→ 約数と倍数
練習1
\({\small (1)}~\pm 1,\pm 2,\pm 3,\pm 4,\pm 6,\pm 12\)
\({\small (2)}~6,12,18,24,30\)
→ 約数と倍数
p.107
練習2
\({\small (1)}~\)[証明]\(a,b\) は4の倍数より、整数 \(m,n\) を用いると、
\(a=4m,b=4n\)
これより、
\(a-b=4(m-n)\)
\(m-n\) は整数であるので、\(a-b\) は4の倍数である[終]
練習2
\({\small (1)}~\)[証明]\(a,b\) は4の倍数より、整数 \(m,n\) を用いると、
\(a=4m,b=4n\)
これより、
\(a-b=4(m-n)\)
\(m-n\) は整数であるので、\(a-b\) は4の倍数である[終]
\({\small (2)}~\)[証明] \(a,a+b\) は5の倍数より、整数 \(m,n\) を用いると、
\(a=5m,a+b=5n\)
これより、
\(~~~~~~b\)
\(~=a+b-a\)
\(~=5(n-m)\)
\(n-m\) は整数であるので、\(b\) は5の倍数である[終]
p.108
練習3
\({\small (1)}~3\) の倍数であり、\(9\) の倍数でない
\({\small (2)}~3\) の倍数でも \(9\) の倍数でもない
\({\small (3)}~3\) の倍数でも \(9\) の倍数でもある
練習3
\({\small (1)}~3\) の倍数であり、\(9\) の倍数でない
\({\small (2)}~3\) の倍数でも \(9\) の倍数でもない
\({\small (3)}~3\) の倍数でも \(9\) の倍数でもある
p.109
練習5
\({\small (1)}~2^4\cdot3^2\) \({\small (2)}~2^2\cdot3^2\cdot5\) \({\small (3)}~3\cdot5^2\cdot7\)
→ 素因数分解
練習5
\({\small (1)}~2^4\cdot3^2\) \({\small (2)}~2^2\cdot3^2\cdot5\) \({\small (3)}~3\cdot5^2\cdot7\)
→ 素因数分解
p.110
練習6
\(42\)
練習6
\(42\)
p.111
練習7
\({\small (1)}~1,3,5,9,15,45\)
\({\small (2)}~1,2,4,7,8,14,28,56\)
\({\small (3)}~1,2,3,4,5,6,10,12,15,20,30,60\)
練習7
\({\small (1)}~1,3,5,9,15,45\)
\({\small (2)}~1,2,4,7,8,14,28,56\)
\({\small (3)}~1,2,3,4,5,6,10,12,15,20,30,60\)
p.112
研究1
\({\small (1)}~(x,y)=(4,-1)~,~(6,-3)\)
\((2,-7)~,~(0,-5)\)
\({\small (2)}~(x,y)=(2,11)~,~(7,6)~,~(3,8)\)
\((4,7)~,~(0,-1)~,~(-5,4)\)
\((-1,2)~,~(-2,3)\)
研究1
\({\small (1)}~(x,y)=(4,-1)~,~(6,-3)\)
\((2,-7)~,~(0,-5)\)
\({\small (2)}~(x,y)=(2,11)~,~(7,6)~,~(3,8)\)
\((4,7)~,~(0,-1)~,~(-5,4)\)
\((-1,2)~,~(-2,3)\)
p.113
練習9
\(12\)
練習9
\(12\)
p.113
練習10
\(45\)
練習10
\(45\)
p.115
練習11
\({\small (1)}~12,360\) \({\small (2)}~35,4200\)
練習11
\({\small (1)}~12,360\) \({\small (2)}~35,4200\)
p.115
練習12
\(4,1260\)
練習12
\(4,1260\)
p.116
練習14
\(1,5,7,11\)
練習14
\(1,5,7,11\)
p.117
練習15
[証明] \(a+1\) は5の倍数より、整数 \(m\) を用いると、
\(a+1=5m\)
これより、
\(~~~~~~a+11\)
\(~=a+1+10\)
\(~=5(m+2)\)
\(m+2\) は整数であるので、\(a+1\) は5の倍数である
次に、\(a+2\) は9の倍数より、整数 \(n\) を用いると、
\(a+2=5n\)
これより、
\(~~~~~~a+11\)
\(~=a+2+9\)
\(~=9(n+1)\)
\(n+1\) は整数であるので、\(a+2\) は9の倍数である
以上より、5と9は互いに素であるので、\(a+11\) は5の倍数かつ9の倍数の45の倍数である[終]
練習15
[証明] \(a+1\) は5の倍数より、整数 \(m\) を用いると、
\(a+1=5m\)
これより、
\(~~~~~~a+11\)
\(~=a+1+10\)
\(~=5(m+2)\)
\(m+2\) は整数であるので、\(a+1\) は5の倍数である
次に、\(a+2\) は9の倍数より、整数 \(n\) を用いると、
\(a+2=5n\)
これより、
\(~~~~~~a+11\)
\(~=a+2+9\)
\(~=9(n+1)\)
\(n+1\) は整数であるので、\(a+2\) は9の倍数である
以上より、5と9は互いに素であるので、\(a+11\) は5の倍数かつ9の倍数の45の倍数である[終]
p.118
研究1
\((a,b)=(15,180)~,~(45,60)\)
研究1
\((a,b)=(15,180)~,~(45,60)\)
p.119
練習16
\({\small (1)}~\)商 \(4\) 余り \(4\)
\({\small (2)}~\)商 \(-7\) 余り \(1\)
練習16
\({\small (1)}~\)商 \(4\) 余り \(4\)
\({\small (2)}~\)商 \(-7\) 余り \(1\)
p.119
練習17
\(-22\)
練習17
\(-22\)
p.121
練習19
[証明]連続する2つの偶数を整数 \(k\) を用いて、\(2k,2k+2\) とする
これらの2乗の和から4を引いた数は、
\(~~~~~~(2k)^2+(2k+2)^2-4\)
\(~=8k(k+1)\)
ここで連続する2つの整数 \(k,k+1\) の少なくとも一方は2の倍数であり \(k(k+1)\) は2の倍数となる
よって、\(8k(k+1)\) は16の倍数となる
したがって、連続する2つの偶数の2乗の和から4を引いた数は16の倍数である[終]
練習19
[証明]連続する2つの偶数を整数 \(k\) を用いて、\(2k,2k+2\) とする
これらの2乗の和から4を引いた数は、
\(~~~~~~(2k)^2+(2k+2)^2-4\)
\(~=8k(k+1)\)
ここで連続する2つの整数 \(k,k+1\) の少なくとも一方は2の倍数であり \(k(k+1)\) は2の倍数となる
よって、\(8k(k+1)\) は16の倍数となる
したがって、連続する2つの偶数の2乗の和から4を引いた数は16の倍数である[終]
p.122
練習20
[証明]すべての整数を4で割ったときの余りで分類し、整数 \(k\) を用いて表すと
\(4k,4k+1,4k+2,4k+3\)
となる
(ⅰ) \(n=4k\) のとき、
\(n^2=4\cdot 4k^2\)
\(n^2\) が4で割り切れるので不適
(ⅱ) \(n=4k+1\) のとき、
\(n^2=4(4k^2+2k)+1\)
\(n^2\) が4で割り切れないで、余りが \(1\)
(ⅲ) \(n=4k+2\) のとき、
\(n^2=4(4k^2+4k+1)\)
\(n^2\) が4で割り切れるので不適
(ⅳ) \(n=4k+3\) のとき、
\(n^2=4(4k^2+6k+2)+1\)
\(n^2\) が4で割り切れないで、余りが \(1\)
したがって、(ⅱ)と(ⅳ)のとき、\(n^2\) が4で割り切れないで、余りが \(1\) となる[終]
→ 整数の分類と証明
練習20
[証明]すべての整数を4で割ったときの余りで分類し、整数 \(k\) を用いて表すと
\(4k,4k+1,4k+2,4k+3\)
となる
(ⅰ) \(n=4k\) のとき、
\(n^2=4\cdot 4k^2\)
\(n^2\) が4で割り切れるので不適
(ⅱ) \(n=4k+1\) のとき、
\(n^2=4(4k^2+2k)+1\)
\(n^2\) が4で割り切れないで、余りが \(1\)
(ⅲ) \(n=4k+2\) のとき、
\(n^2=4(4k^2+4k+1)\)
\(n^2\) が4で割り切れるので不適
(ⅳ) \(n=4k+3\) のとき、
\(n^2=4(4k^2+6k+2)+1\)
\(n^2\) が4で割り切れないで、余りが \(1\)
したがって、(ⅱ)と(ⅳ)のとき、\(n^2\) が4で割り切れないで、余りが \(1\) となる[終]
→ 整数の分類と証明
p.123
研究1
\({\small (1)}~1\) \({\small (2)}~1\)
研究1
\({\small (1)}~1\) \({\small (2)}~1\)
補充問題
p.125
1
\({\small (1)}~\)[証明]\(a,b\) は3の倍数より、整数 \(m,n\) を用いると、
\(a=3m,b=3n\)
これより、
\(2a+b=3(2m+n)\)
\(2m+n\) は整数であるので、\(2a+b\) は3の倍数である[終]
1
\({\small (1)}~\)[証明]\(a,b\) は3の倍数より、整数 \(m,n\) を用いると、
\(a=3m,b=3n\)
これより、
\(2a+b=3(2m+n)\)
\(2m+n\) は整数であるので、\(2a+b\) は3の倍数である[終]
\({\small (2)}~\)[証明]\(a,b\) は3の倍数より、整数 \(m,n\) を用いると、
\(a=3m,b=3n\)
これより、
\(~~~~~~a^2+ab+b^2\)
\(~=9(m^2+mn+n^2)\)
\(m^2+mn+n^2\) は整数であるので、\(a^2+ab+b^2\) は9の倍数である[終]
p.125
2
\({\small (1)}~\)自然数 \(n\) の十の位の数を \(a\)、一の位の数を \(b\) として、整数 \(k~(k≧0)\) を用いて、
\(n=100k+10a+b\)
と表すことができる
ここで、\(100k=4\cdot 25k\) より4の倍数となるので
\(n\) が4の倍数となるためには、\(10a+b\) が4の倍数であればよい
したがって、下2桁が4の倍数のときとなる
2
\({\small (1)}~\)自然数 \(n\) の十の位の数を \(a\)、一の位の数を \(b\) として、整数 \(k~(k≧0)\) を用いて、
\(n=100k+10a+b\)
と表すことができる
ここで、\(100k=4\cdot 25k\) より4の倍数となるので
\(n\) が4の倍数となるためには、\(10a+b\) が4の倍数であればよい
したがって、下2桁が4の倍数のときとなる
\({\small (2)}~\)自然数 \(n\) の百の位の数を \(a\)、十の位の数を \(b\)、一の位の数を \(c\) として、整数 \(k~(k≧0)\) を用いて、
\(n=1000k+100a+100b+c\)
と表すことができる
ここで、\(1000k=8\cdot 125k\) より8の倍数となるので
\(n\) が8の倍数となるためには、\(100a+10b+c\) が8の倍数であればよい
したがって、下3桁が8の倍数のときとなる
第2節 ユークリッドの互除法
p.132
練習23
\({\small (1)}~x=7k+2~,~y=-4k-1\) \(k\) は整数
\({\small (2)}~x=7k+3~,~y=5k+2\) \(k\) は整数
練習23
\({\small (1)}~x=7k+2~,~y=-4k-1\) \(k\) は整数
\({\small (2)}~x=7k+3~,~y=5k+2\) \(k\) は整数
補充問題
p.135
3
\(x=20~,~y=-35\)
3
\(x=20~,~y=-35\)
p.135
4
\(x=19k-8~,~y=33k-14\) \(k\) は整数
4
\(x=19k-8~,~y=33k-14\) \(k\) は整数
第3節 整数の性質の活用
p.136
練習26
\({\small (1)}~0.9\) \({\small (2)}~0.125\) \({\small (3)}~1.1\dot{6}\) \({\small (4)}~2.\dot{2}\dot{4}\)
練習26
\({\small (1)}~0.9\) \({\small (2)}~0.125\) \({\small (3)}~1.1\dot{6}\) \({\small (4)}~2.\dot{2}\dot{4}\)
p.138
練習27
\(3\)
練習27
\(3\)
p.141
練習29
\({\small (1)}~36\) \({\small (2)}~59\) \({\small (3)}~236\) \({\small (4)}~55\)
→ n進法①(10進法で表す)
練習29
\({\small (1)}~36\) \({\small (2)}~59\) \({\small (3)}~236\) \({\small (4)}~55\)
→ n進法①(10進法で表す)
p.141
練習30
\({\small (1)}~101101_{(2)}\) \({\small (2)}~110111_{(2)}\)
\({\small (3)}~10201_{(3)}\)
→ n進法②(n進法で表す)
練習30
\({\small (1)}~101101_{(2)}\) \({\small (2)}~110111_{(2)}\)
\({\small (3)}~10201_{(3)}\)
→ n進法②(n進法で表す)
補充問題
p.143
5
\({\small (1)}~142_{(8)}\)
\({\small (2)}~2011_{(3)}\)
5
\({\small (1)}~142_{(8)}\)
\({\small (2)}~2011_{(3)}\)
p.143
6
\(113_{(5)}\)
6
\(113_{(5)}\)
章末問題 整数の性質
章末問題A
p.144
1
\({\small (1)}~35\) \({\small (2)}~15\)
1
\({\small (1)}~35\) \({\small (2)}~15\)
p.144
2
\(12\)
2
\(12\)
p.144
3
\(15\)
3
\(15\)
p.144
4
[証明]すべての整数を3で割ったときの余りで分類し、整数 \(k\) を用いて表すと
\(3k,3k+1,3k+2\)
となる
(ⅰ) \(n=3k\) のとき、
\(~~~~~~n(n^2+2)\)
\(~=3k(9k^2+2)\)
よって、3の倍数となる
(ⅱ) \(n=3k+1\) のとき、
\(~~~~~~n(n^2+2)\)
\(~=3(3k+1)(3k^2+2k+1)\)
よって、3の倍数となる
(ⅲ) \(n=3k+2\) のとき、
\(~~~~~~n(n^2+2)\)
\(~=3(3k+2)(3k^2+4k+2)\)
よって、3の倍数となる
したがって、\(n(n^2+2)\) は3の倍数である[終]
4
[証明]すべての整数を3で割ったときの余りで分類し、整数 \(k\) を用いて表すと
\(3k,3k+1,3k+2\)
となる
(ⅰ) \(n=3k\) のとき、
\(~~~~~~n(n^2+2)\)
\(~=3k(9k^2+2)\)
よって、3の倍数となる
(ⅱ) \(n=3k+1\) のとき、
\(~~~~~~n(n^2+2)\)
\(~=3(3k+1)(3k^2+2k+1)\)
よって、3の倍数となる
(ⅲ) \(n=3k+2\) のとき、
\(~~~~~~n(n^2+2)\)
\(~=3(3k+2)(3k^2+4k+2)\)
よって、3の倍数となる
したがって、\(n(n^2+2)\) は3の倍数である[終]
p.144
5
\(159\)
5
\(159\)
p.144
6
\({\small (1)}~x=14k+3~,~y=33k+7\)
\(k\) は整数
\({\small (2)}~x=11k-8~,~y=-30k+22\)
\(k\) は整数
6
\({\small (1)}~x=14k+3~,~y=33k+7\)
\(k\) は整数
\({\small (2)}~x=11k-8~,~y=-30k+22\)
\(k\) は整数
p.144
7
\(17\)
7
\(17\)
p.144
8
\({\small (1)}~1220_{(5)}\) \({\small (2)}~0.375\)
\({\small (3)}~0.0111_{(2)}\)
8
\({\small (1)}~1220_{(5)}\) \({\small (2)}~0.375\)
\({\small (3)}~0.0111_{(2)}\)
章末問題B
p.145
9
\({\small (1)}~24\) \({\small (2)}~24\)
9
\({\small (1)}~24\) \({\small (2)}~24\)
p.145
10
\(3\)
10
\(3\)
p.145
11
\(a=18~,~b=60~,~c=210\)
または
\(a=36~,~b=60~,~c=210\)
11
\(a=18~,~b=60~,~c=210\)
または
\(a=36~,~b=60~,~c=210\)
p.145
12
[証明] \(a+1\) を \(a\) で割った余りは \(1\) となるので、
\(a+1=a\cdot 1+1\)
これより、ユークリッドの互除法を用いると \(a+1\) と \(a\) の最大公約数は、\(a\) と \(1\) の最大公約数に等しい
\(a\) と \(1\) の最大公約数は \(1\) であるので \(a\) と \(1\) の最大公約数も \(1\) である
したがって、\(a\) と \(a+1\) は互いに素である[終]
12
[証明] \(a+1\) を \(a\) で割った余りは \(1\) となるので、
\(a+1=a\cdot 1+1\)
これより、ユークリッドの互除法を用いると \(a+1\) と \(a\) の最大公約数は、\(a\) と \(1\) の最大公約数に等しい
\(a\) と \(1\) の最大公約数は \(1\) であるので \(a\) と \(1\) の最大公約数も \(1\) である
したがって、\(a\) と \(a+1\) は互いに素である[終]
p.145
13
[証明] \(n\) と \(n+1\) は連続する2つの整数でありどちらか一方は偶数である
よって、\(n(n+1)\) は偶数である
次に、すべての整数を3で割ったときの余りで分類し、整数 \(k\) を用いて表すと
\(3k,3k+1,3k+2\)
となる
(ⅰ) \(n=3k\) のとき、
\(n\) が3の倍数となる
(ⅱ) \(n=3k+1\) のとき、
\(2n+1=3(2k+1)\)
よって、\(2n+1\) が3の倍数となる
(ⅲ) \(n=3k+2\) のとき、
\(n+1=3(k+1)\)
よって、\(n+1\) が3の倍数となる
(ⅰ)~(ⅲ)のどの場合でも3の倍数となる
したがって、\(n(n+1)(2n+1)\) は6の倍数である[終]
13
[証明] \(n\) と \(n+1\) は連続する2つの整数でありどちらか一方は偶数である
よって、\(n(n+1)\) は偶数である
次に、すべての整数を3で割ったときの余りで分類し、整数 \(k\) を用いて表すと
\(3k,3k+1,3k+2\)
となる
(ⅰ) \(n=3k\) のとき、
\(n\) が3の倍数となる
(ⅱ) \(n=3k+1\) のとき、
\(2n+1=3(2k+1)\)
よって、\(2n+1\) が3の倍数となる
(ⅲ) \(n=3k+2\) のとき、
\(n+1=3(k+1)\)
よって、\(n+1\) が3の倍数となる
(ⅰ)~(ⅲ)のどの場合でも3の倍数となる
したがって、\(n(n+1)(2n+1)\) は6の倍数である[終]
p.145
14
商品A \(7\) 個、商品B \(13\) 個
14
商品A \(7\) 個、商品B \(13\) 個
p.145
15
\(7\)
15
\(7\)