昨晩に引き続きもう一題お願いします。 1/x+1/y+1/z=1/12の解の個数はいくらか。 ご多忙のおり誠に恐縮なのですが宜しくお願いします。
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No.84079 - 2022/11/29(Tue) 14:25:34
| ☆ Re: 解の個数 / らすかる | | | x,y,zに制限がなければ無限個ですが、 x,y,zは0以外の整数ですか? それとも正の整数ですか? あるいはそれ以外ですか?
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No.84080 - 2022/11/29(Tue) 18:22:58 |
| ☆ Re: 解の個数 / M & A | | | No.84081 - 2022/11/29(Tue) 18:31:19 |
| ☆ Re: 解の個数 / らすかる | | | x≦y≦zとすると1/x≧1/y≧1/zなので 1/12=1/x+1/y+1/z≦1/x+1/x+1/x=3/xからx≦36 また与式から1/x<1/12なのでx>12 x=y=zのとき1/x+1/y+1/z=3/x=1/12からx=36の1通り … (1) x=y<zのとき1/x+1/y+1/z=2/x+1/z=1/12から(x-24)(z-12)=288 x-24<0かつz-12<0のとき|x-24||z-12|<288なので解なし (以降これと同様の負×負の判定は省略) x-24は12より小さい288の正の約数であればよいので (∵x-24≧12のときz-12≦24となりz≦36≦xとなるのでx=y<zを満たさない) x-24=1,2,3,4,6,8,9の7通り … (2) x<y=zのとき1/x+1/y+1/z=1/x+2/y=1/12から(x-12)(y-24)=288 x-12は24より小さい288の正の約数であればよいので (∵x-12≧24のときy-24≦12となりy≦36≦xとなるのでx<y=zを満たさない) x-12=1,2,3,4,6,8,9,12,16,18の10通り … (3) x<y<zのとき1/x+1/y+1/z=1/12から{(x-12)y-12x}{(x-12)z-12x}=144x^2 x=13のとき(y-156)(z-156)=24336 y<zからy-156は√24336=156より小さい24336=2^4×3^2×13^2の正の約数であればよいので (5×3×3-1)÷2=22通り … (4) x=14のとき(2y-168)(2z-168)=28224すなわち(y-84)(z-84)=7056 y-84は√7056=84より小さい7056=2^4×3^2×7^2の正の約数であればよいので (5×3×3-1)÷2=22通り … (5) x=15のとき(3y-180)(3z-180)=32400すなわち(y-60)(z-60)=3600 y-60は√3600=60より小さい3600=2^4×3^2×5^2の正の約数であればよいので (5×3×3-1)÷2=22通り … (6) x=16のとき(4y-192)(4z-192)=36864すなわち(y-48)(z-48)=2304 y-48は√2304=48より小さい2304=2^8×3^2の正の約数であればよいので (9×3-1)÷2=13通り … (7) x=17のとき(5y-204)(5z-204)=41616 5y-204は√41616=204より小さい41616の正の約数で204を加えたときに5で割り切れればよいので 1,2,3,4,6,8,9,12,16,17,18,24,34,36,48,51,68,72,102,136,144,153のうち一の位が1か6 すなわち1,6,16,36,51,136の6通り … (8) (5y-204=1,6,16,36,51,136のとき5z-204も204を加えたときに5で割り切れる) x=18のとき(6y-216)(6z-216)=46656すなわち(y-36)(z-36)=1296 y-36は√1296=36より小さい1296=2^4×3^4の正の約数であればよいので (5×5-1)÷2=12通り … (9) x=19のとき(7y-228)(7z-228)=51984 √51984=228より小さい51984の正の約数は 1,2,3,4,6,8,9,12,16,18,19,24,36,38,48,57,72,76,114,144,152,171 このうち228を加えると7の倍数になるものは7で割って3余る数なので 3,24,38,171の4通り … (10) (7y-228=3,24,38,171のとき7z-228も228を加えたときに7で割り切れる) x=20のとき(8y-240)(8z-240)=57600すなわち(y-30)(z-30)=900 y-30は√900=30より小さい900=2^2×3^2×5^2の正の約数であればよいので (3×3×3-1)÷2=13通り … (11) x=21のとき(9y-252)(9z-252)=63504すなわち(y-28)(z-28)=784 y-28は√784=28より小さい784=2^4×7^2の正の約数であればよいので (5×3-1)÷2=7通り … (12) x=22のとき(10y-264)(10z-264)=69696すなわち(5y-132)(5z-132)=17424 √17424=132より小さい17424の正の約数は 1,2,3,4,6,8,9,11,12,16,18,22,24,33,36,44,48,66,72,88,99,121 このうち132を加えると5の倍数になるものは5で割って3余る数すなわち一の位が3か8なので 3,8,18,33,48,88の6通り … (13) (5y-132=3,8,18,33,48,88のとき5z-132も132を加えたときに5で割り切れる) x=23のとき(11y-276)(11z-276)=76176 √76176=276より小さい76176の正の約数は 1,2,3,4,6,8,9,12,16,18,23,24,36,46,48,69,72,92,138,144,184,207 このうち276を加えると11の倍数になるものは存在しない x=24のとき(12y-288)(12z-288)=82944すなわち(y-24)(z-24)=576 y-24は√576=24より小さい576=2^6×3^2の正の約数であればよいので (7×3-1)÷2=10通り … (14) x=25のとき(13y-300)(13z-300)=90000 √90000=300より小さく13×25-300=25より大きい90000の正の約数は 30,36,40,45,48,50,60,72,75,80,90,100,120,125,144,150,180,200,225,240,250 このうち300を加えると13の倍数になるものは13で割って12余る数なので 90の1通り … (15) (このとき13z-300も300を加えたときに13で割り切れる) x=26のとき(14y-312)(14z-312)=97344すなわち(7y-156)(7z-156)=24336 √24336=156より小さく7×26-156=26より大きい24336の正の約数は 36,39,48,52,72,78,104,117,144 このうち156を加えると7の倍数になるものは7で割って5余る数なので 117の1通り … (16) (このとき7z-156も156を加えたときに7で割り切れる) x=27のとき(15y-324)(15z-324)=104976すなわち(5y-108)(5z-108)=11664 √11664=108より小さく5×27-108=27より大きい11664の正の約数は 36,48,54,72,81 このうち108を加えると5の倍数になるものは5で割って2余る数すなわち一の位が2か7なので 72の1通り … (17) (このとき5z-108も108を加えたときに5で割り切れる) x=28のとき(16y-336)(16z-336)=112896すなわち(y-21)(z-21)=441 √441=21より小さく28-21=7より大きい441の正の約数は 9の1通り … (18) x=29のとき(17y-348)(17z-348)=121104 √121104=348より小さく17×29-348=145より大きい121104の正の約数は174,232,261 このうち348を加えると17の倍数になるものは存在しない x=30のとき(18y-360)(18z-360)=129600すなわち(y-20)(z-20)=400 √400=20より小さく30-20=10より大きい400の正の約数は 16の1通り … (19) x=31のとき(19y-372)(19z-372)=138384 √138384=372より小さく19×31-372=217より大きい138384の正の約数は248,279 このうち372を加えると19の倍数になるものは存在しない x=32のとき(20y-384)(20z-384)=147456すなわち(5y-96)(5z-96)=9216 √9216=96より小さく5×32-96=64より大きい9216の正の約数は72 これは96を加えて5の倍数にならないので不適 x=33のとき(21y-396)(21z-396)=156816すなわち(7y-132)(7z-132)=17424 √17424=132より小さく7×33-132=99より大きい17424の正の約数は121 これは132を加えて7の倍数にならないので不適 x=34のとき(22y-408)(22z-408)=166464すなわち(11y-204)(11z-204)=41616 √41616=204より小さく11×34-204=170より大きい41616の正の約数は存在しない x=35のとき(23y-420)(23z-420)=176400 √176400=420より小さく23×35-420=385より大きい176400の正の約数は 392,400 このうち420を加えると23の倍数になるものは存在しない
x=y=zのとき入れ替えても同じ、 x=y<zまたはx<y=zのとき入れ替えが3通り、 x<y<zのとき入れ替えが3!=6通りあるので、 求める解の個数は全部で 1+(7+10)×3+(22+22+22+13+6+12+4+13+7+6+10+1+1+1+1+1)×6=904通り
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No.84084 - 2022/11/29(Tue) 20:32:17 |
| ☆ Re: 解の個数 / M & A | | | これほどややこしいものとは考えてもみませんでした。ラスカル様には大変ご迷惑をおかけしました。長い解答本当にありがとうございました。
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No.84086 - 2022/11/29(Tue) 20:52:30 |
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