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【今朝の問題】 自然数x, y, zについて、x+y+z=10と13x+6y+3z=72がともに成り立っているとき、zの値はいくつでしょう?
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回答:z=3 x+y+z=10 ...①, 13x+6y+3z=72 ...② ①より0<z≤8。 ②より、72は3の倍数なので、13xも3の倍数。x=3 6y+3z=33 ...③となり、zは奇数。③を満たす(y, z)は、 (5, 1),(4, 3),(3, 5),(2, 7)
72は3の倍数なので、xの値は3の倍数 x,y,zも自然数なのでx=0,9は除外 x=6のとき、13x=78>72よりx=6も除外 よって、x=3 y+z=7 6y+3z=33 これを解くとy=4,z=3 ∴zの値は3
ベタな連立方程式は嫌なので 13x+6+3=72よってxは5未満、また13は素数なのでxは3の倍数。よってx=3。y+z=7、1,6 2,5, 3,4の組合せ。 6y+3z=33を整理2y+z=11よってzは奇数。 2,5 3,4のくみあわせ成り立つのはy=4,z=3 成田空港より
横を10にして面積図をかく。13×10-72=58が7y+10zになり、7×4=28より、y=4,z=3を得る。7,10の最小公倍数は70よりyとzはそれぞれ10,7ずつしか取り替えられないので、z=3しかない。
xを消去して解いた場合 ↓ x+y+z=10 …① 13x+6y+3z=72 …② ①×13-②を計算 7y+10z=58 1≦z≦5 (z:自然数)が確定。 ↓ yが自然数になるy,zの組合せは? (y,z)=(4,3)のみ 答え:z=3
自然数x,y,zについて13x+6y+3z=72よりxは(3の倍数)かつ(13x+6×1+3×1≤72)だからx=3 あとは単純な2元連立方程式{y+z=7,2y+z=11}より(y,z)=(4,3)だからz=3 漠然とした条件から一気に絞り込む手法は数学の醍醐味でもある
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