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記事No.29575に関するスレッドです

整数問題 / すずき
添付問題について、質問があります。
まず⑵について
じぶんでといた方法も添付しました。
最小値≧0を示そうと思いましたが記載のところまでしかできませんでした…
ここからどうしたら良いか教えてください。

また、⑶について
m=nのときと
m≠nときで場合わけをすると聞きました。
しかし、その場合わけの発想がどこからでて来るのかがわかりません。
どうかんがえたらよいか教えてください。
宜しくお願いします。

No.29574 - 2014/11/12(Wed) 17:37:37

Re: 整数問題 / すずき
⑵の自解です。
No.29575 - 2014/11/12(Wed) 17:38:57

Re: 整数問題 / deep make
(2)について,

問題を難しく考えすぎだと思います.
m,n が自然数であることをもっと生かすべきです.

例えば, m-n≧1, n^2≧n より,
m^2-mn+n^2=m(m-n)+n^2≧m+n が分かります.

No.29579 - 2014/11/12(Wed) 18:18:03

Re: 整数問題 / deep make
(3)について,

>場合分けの発想がどこからでて来るのかがわかりません
m^3+n^3=(m+n)(m^2-mn+n^2) と書けることと,
(2)で, m>n に対し, m^2-mn+n^2≧m+n が成り立つことを示していることから,
m=n, m≠n と分けて考えたのだと思います.

m=n のとき, m^3+n^3=2m^3=p^3 より, p=2 だが,
m^3=4 を満たす自然数 m は存在しません.

m≠n のとき, 対称性から, m>n としてよい. このとき,
m^3+n^3=(m+n)(m^2-mn+n^2)=p^3,
m+n>1, m^2-mn+n^2≧m+n>1 より,
m+n=p, m^2-mn+n^2=p^2 になります.

ここで,
m^2-mn+n^2=(m+n)(m-2n)+3n^2 より,
3n^2 が p の倍数であることが分かり, p=3, m=2, n=1 となります.
しかし, このとき m^2-mn+n^2=p≠p^2 なので,
m^3+n^3=p^3 を満たす自然数m, nは存在しないことが分かります.

No.29580 - 2014/11/12(Wed) 18:35:24

Re: 整数問題 / すずき
両者ともご丁寧にありがとうございます。
ただ、平方完成では無理なのでしょうか…???
それしか思いつかなかったら本番にそれで解くしかないので、その方法もわかればしりたいです。
どうかお願いいたします。

No.29588 - 2014/11/13(Thu) 12:36:41

Re: 整数問題 / deep make
示したいことは, 自然数 m, n (m>n) に対し,
m^2-mn+n^2≧m+n が成り立つことなので,

f(m)=m^2-mn+n^2-(m+n) と置くとき, 仮定の下で, f(m)≧0 となることを示せばよい.

f(m)=(m-(n+1)/2)^2-(n+1)^2/4+(n^2-n) より,
仮定から, m=n+1 で最小値をとる. (つまり, f(m)≧f(n+1)ということ)

ここで, f(n+1)=n(n-1) は, n≧1 において, f(n+1)≧0 を満たすので,
自然数 m, n (m>n) に対し, f(m)≧0 が成り立つ.

No.29589 - 2014/11/13(Thu) 13:46:05

Re: 整数問題 / deep make
すずきさんの自解をみると,
m,n についての仮定を無視しているように見えます.

m=(n+1)/2 の場合を考えているようですが,
実際, 仮定から, (n+1)/2≦m/2<m より,
m=(n+1)/2 にはなりません.

No.29590 - 2014/11/13(Thu) 14:05:16