aとbを互いに素な整数とする。(a≠0またはb≠0) xy平面上で原点Oと点A(a,b)を結ぶ線分OA上にはO、A以外の格子点は存在しないことを示せ。
高校数学の基本的な命題です。背理法などでシンプルに証明する方法があったと思うのですが、知っている方いらっしゃいましたらお願いします。
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No.55211 - 2018/11/24(Sat) 21:25:47
| ☆ Re: / s | | | 背理法ですね
線分OA上O,A以外に格子点P(p,q)が存在するとすれば a = kp b = kq となる k > 1が存在します よって aq = bp ですが、左辺はaの倍数なので右辺 bp は aの倍数 bはaと互いに素なので、pがaの倍数ということになります これは a = kp (k > 1) と矛盾します
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No.55212 - 2018/11/24(Sat) 21:53:43 |
| ☆ Re: / s | | | 先の回答には少し不備があって、a≠0を暗に仮定していますね。 適宜、穴を埋めてください。
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No.55213 - 2018/11/24(Sat) 21:57:09 |
| ☆ Re: / らすかる | | | 知っていたわけではないですが、 O,A以外の格子点があるとき、そのうちOに最も近い格子点を(p,q)とすると (a,b)=(kp,kq)(kは2以上の自然数)となって、aとbが公約数kを持つことになり矛盾。 ぐらいで良いのでは。
# 「(a≠0またはb≠0)」という条件は不要だと思います。
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No.55214 - 2018/11/24(Sat) 22:00:39 |
| ☆ Re: / あー | | | >>sさん aq=bpという式から互いに素だと生じる矛盾を見つけ出すんですね。確かにa=0⇔p=0の時はpがaの倍数で、かつa=kp (k>1)でも矛盾しませんね。a≠0と仮定して示して、それがaとbどちらか0でない一方で当てはまるという風に示せばいいですね。 なるほど、ありがとうございます。
>>らすかるさん なるほど。「Q(p,q)とすると直線OQ上の全ての格子点Qzについて→OQz=z(→OQ) (zは任意の整数)となり等間隔に並ぶ」 ことは証明不要な前提として考えていいのでしょうか。
確かにa=b=0とするとgcd(a,b)は定義できないけどaとbの公約数は無数にあるから少なくとも互いに素ではないですね。わざわざ書くのは冗長かも。 ありがとうございます。
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No.55222 - 2018/11/25(Sun) 09:05:29 |
| ☆ Re: / らすかる | | | > ことは証明不要な前提として考えていいのでしょうか。
それは状況によると思いますが、試験問題の解答ならば もう少し詳しく書いた方がいいでしょうね。 「背理法などでシンプルに証明する方法」と書かれていましたので、 証明の一番のポイント以外は(結構明らかですので)省略しました。
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No.55224 - 2018/11/25(Sun) 09:22:43 |
| ☆ Re: / あー | | | >>Re: / らすかる さん そうなんですね。わかりました。返信遅れてすみませんがありがとうございました。
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No.55516 - 2018/12/12(Wed) 13:40:00 |
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