共通テスト(数学) 過去問
令和6年度(2024年度)追・試験
問38 (数学Ⅰ・数学A(第4問) 問3)

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問題

共通テスト(数学)試験 令和6年度(2024年度)追・試験 問38(数学Ⅰ・数学A(第4問) 問3) (訂正依頼・報告はこちら)

(1)等式

2xy−4x−3y=0  ・・・・・①

を満たす整数x、yの組を考えよう。
①を変形すると

(2x−[ ア ])(y−[ イ ])=( ウ )

となる。よって、①を満たす整数x、yの組は( エ )個ある。それらの組の中でxyの値が最大になるのは

(x,y)=([ オ ],[ カ ])

のときである。

( オ )、( カ )にあてはまるものを1つ選べ。
  • オ:1  カ:9
  • オ:2  カ:8
  • オ:3  カ:7
  • オ:4  カ:6

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この過去問の解説 (2件)

01

前問(エ)の結果を使い、
(2x - 3, y - 2) と (x, y) の組を対応させると、
(1, 6) → (2, 8), xy = 16 
(-1, -6) → (1, -4), xy = -4
(3, 2) → (3, 4), xy = 12
(-3, -2) → (0, 0), xy = 0

よって、xy が最大になるのは、
(x, y) = (2, 8)のときです。

 

オ:2 カ:8 の組み合わせの選択肢が本設問の解答となります。

 

前問(エ)

設問(ア)(イ)(ウ)より、①式は
(2x - 3)(y - 2) = 6 に変形できます。
問題文より x, y はそれぞれ整数なので、
2x - 3 と y - 2 はそれぞれ整数であり、
特に 2x - 3 は奇数です。
整数と整数を掛けて 6 になる整数の組み合わせは、
x と y の区別がある事から、
1つめと2つめを区別して(2x - 3, y - 2) の形で書くと、
(1, 6), (-1, -6),  
(3, 2), (-3, -2) の4組があり得ます。
2x - 3 は奇数なので (6, 1) の組などは除外されます。
よって、①式を満たすx, y の組は 4通りあります。


設問(ア)(イ)(ウ)

本設問の因数分解されている部分を展開すると、
-3y が生じる必要があるので(ア)は 3 になります。

 

同様に考えて式の展開により -4x が生じる必要があるので、
2x を掛けて -4x になる事に注意して(イ)は 2 になります。

 

設問(ア)(イ)(ウ)の式と問題文①式が同一になるには、
(ウ)は 6 でなくてはなりません。

 

以上より、問題文で①式を変形した式は、
(2x - 3)(y - 2) = 6 です。

選択肢2. オ:2  カ:8

計算が間違っていないかチェックすると、
2・2 - 3 = 1, 8 - 2 = 6
2・1 -3 = -1, -4 -2 = -6
2・3 - 3 = 3, 4 - 2 = 2 
2・0 - 3 = -3, 0 -2 = -2 であり、
確かに(2x - 3, y - 2) と (x, y) の組は対応しています。
xy = 16 となる (x, y) = (2, 8) が求める組です。 
 

まとめ

計算自体は決して複雑ではないので、丁寧に計算しましょう。
前問で (1, 6) の組をもし忘れていると本設問で正しい選択肢を選べないので注意しましょう。

 

(2x - 3, y - 2) の組が負の数同士の時は xy が最大値にはならないと予想する事もできましたが、
念のため上記解説ではそれらの組についても (x, y) の組を書き出しました。

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02

解答 オ:2 カ:8

 

解説

2xy−4x−3y=0を変形して、

(整数)×(整数)=(整数)の形を作ります。

 

2xy−4x−3y=0

2x(y−2)−3y=0

2x(y−2)−3(y−2)−6=0 (y−2を無理やり作る)

(2x−3)(y−2)=6 (よって ア:3 イ:2 ウ:6)

 

2x−3が奇数であることに注意して、

「(奇数)×(整数)=6」となるような整数の組を考えます。

 

(2x−3,y−2)=(−3,−2),(−1,−6),(1,6),(3,2)

(2x,y)=(0,0),(2,−4),(4,8),(6,4)

(x,y)=(0,0),(1,−4),(2,8),(3,4) (よって エ:4)

 

この4組の中でxyの値が最大となるのは(x,y)=(2,8)です。

よって答えは「オ:2 カ:8」となります。

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