大学入学共通テスト(数学) 過去問
令和5年度(2023年度)追・再試験
問42 (数学Ⅰ・数学A(第4問) 問5)

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問題

大学入学共通テスト(数学)試験 令和5年度(2023年度)追・再試験 問42(数学Ⅰ・数学A(第4問) 問5) (訂正依頼・報告はこちら)

( ス )にあてはまるものを1つ選べ。

x、y、zについての二つの式をともに満たす整数x、y、zが存在するかどうかを考えてみよう。

(1)二つの式が

7x+13y+17z=8  ・・・・・①



35x+39y+34z=37  ・・・・・②

の場合を考える。①、②からxを消去すると

( アイ )y+( ウエ )z=3  ・・・・・③

を得る。③をy、zについての不定方程式とみると、その整数解のうち、yが正の整数で最小になるのは

y=( オ )、z=( カキ )

である。よって、③のすべての整数解は、kを整数として

y=( オ )−( クケ )k、z=( カキ )+( コサ )k

と表される。これらを①に代入してxを求めると

x=31k−3+{(【 シ 】k+2)/7}

となるので、xが整数になるのは、kを7で割ったときの余りが( ス )のときである。
以上のことから、この場合は、二つの式をともに満たす整数x,y,zが存在することがわかる。
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この過去問の解説 (2件)

01

③の式を整理すると26y=3(-17z+1)となります。

26と3は互いに素ですので、yは3の倍数となります。

(ⅰ)y=3のとき

26・3=3(-17z+1)

z=-25/17

不適当です。

(ⅱ)y=6のとき

26・6=3(-17z+1)

z=-3

適当となります。

したがってy=6、z=-3となります。

 

式の整理を行います。

(26y−51z=3)−{26・(6)−51・(-3)=3}とすると、26・(y−6)−51・(z+3)=0

つまり、26・(y−6)=51・(z+3)

26と51は互いに素ですので上記の式が成立するには、kを整数として

y-6=-51k、z+3=26k(kは整数)となります。

これを整理すると、

y=-51k+6

z=26k-3

となります。

 

y=-51k+6、z=26k-3を①に代入すると、7x+13(-51k+6)+17(26k-3)=8となります。

これを整理すると、x=(221k-19)/7となります。

これを設問の形に合わせると、31k−3+{(4k+2)/7}

 

xが整数かどうかを決めるのは、(4k+2)/7であります。

つまり4k+2が7の倍数となれば、xが整数であると言えるので、7l=4k+2(lは整数)となります。

l=2のときk=3が成立することになります。

よってk=7l+3となり、kは7で割る3余る数であると言えます。

選択肢2. 3

上記により正解です。

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02

(4k+2)/7が整数になるとき、kがどのような値になるか考えましょう。

4k+2が7の倍数のとき、整数になります。

よって、整数lを用いて、4k+2=7lと表せます。

この不定方程式をkについて解きます。

k=3、l=2のとき式を満たすことを用い、k=7k+3が得られます。

したがって、kを7で割った余りは3と分かります。

選択肢1. 2

数値が違います。

選択肢2. 3

数値が正しく正解です。

選択肢3. 4

数値が違います。

選択肢4. 5

数値が違います。

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