p,qを素数、θをπ<θ<2πを満たす定数とする。 以下の条件(イ)(ロ)を満たすp,qの値を全て求めよ。 (イ)tan(θ/2)は整数である (ロ)psinθ-qcosθ=5
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No.46631 - 2017/11/02(Thu) 23:50:09
| ☆ Re: 整数問題 / らすかる | | | 解は無数にあって「全て求める」のは困難な気がしますが、 問題は正しいですか?
# 例えば tan(θ/2)=-23157 のとき # (p,q)=(536130863,46309) という解があります。
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No.46632 - 2017/11/03(Fri) 02:02:15 |
| ☆ Re: 整数問題 / あいす | | | 返信ありがとうございます。 正直申し上げますと、自作問題なのですが(p,q)=(5,3) しかないと思ってたのですが… これだと問題破綻してますね笑 p^2+q^2≦100とか付け加えれば良さそうですかね…
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No.46639 - 2017/11/03(Fri) 12:16:15 |
| ☆ Re: 整数問題 / らすかる | | | (p,q)=(5,3)という解は条件を満たさないと思いますが、 その時のtan(θ/2)の値は何ですか?
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No.46641 - 2017/11/03(Fri) 13:56:40 |
| ☆ Re: 整数問題 / IT | | | tan(θ/2)>0 で考えておられるのではないでしょうか? それだと0<θ<π などでないといけませんね。
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No.46642 - 2017/11/03(Fri) 15:02:40 |
| ☆ Re: 整数問題 / らすかる | | | もしかして、π/2<θ<πとしたかったのでしょうか。 そうだとしたら、解は(p,q)=(5,3)だけになりますね。
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No.46650 - 2017/11/03(Fri) 22:37:26 |
| ☆ Re: 整数問題 / あいす | | | 返信ありがとうございます。 θの範囲がπ/2<θ<πのとき、 tan(θ/2)=t(tは整数)とおくと、sinθ=2t/(1+t^2),cosθ=(1-t^2)/(1+t^2) とおくことができて、等式は2pt-q(1-t^2)=5(1+t^2) 整理して、(5-q)t^2-2pt+(5+q)=0となり、 t=(p±√(p^2-(5-q)(5+q)))/(5-q)、tは整数より、√の中身が平方数になるので、m^2=p^2-(5-q)(5+q)とおくと、(5-q)(5+q)=(p+m)(p-m)、 従って5+q=p+m,p-m=5-q、これよりp=5,q=mが得られるので t=(5±q)/(5-q)、ここでθの範囲よりt=1が不適、分子が分母の倍数であるから、(5+q)=k(5-q)(kは整数)とおくと、(1+k)q=(k-1)5、 5とqは互いに素より、5s=1+k,qs=k-1,二式の差をとって、q=5-2/s となり、q=3と定まる。このときt=4すなわちtan(θ/2)=4となり題意を満たす。以上の議論より(p,q)=(5,3)と一意的に決まる…。という解答を作ったのですが、確かにはじめのθの範囲は誤りでした。これは解答として正しく、問題は成立しているのでしょうか…?
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No.46662 - 2017/11/04(Sat) 19:54:18 |
| ☆ Re: 整数問題 / IT | | | 問題として成立していると思います。 >(5-q)(5+q)=(p+m)(p-m)、 > 従って5+q=p+m,p-m=5-q 2行目が言えるのはなぜですか? たとえば,5-q=p-m=0 もあり得ます(他にもあるかも)
(別解) 2pt-q(1-t^2)=5(1+t^2) をqについて解くと q=5+(10-2pt)/(t^2-1)≦5+2/(t^2-1)<6 (∵p≧2、t≧2) q=2,3,5 について調べる方法もあります。
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No.46664 - 2017/11/04(Sat) 21:28:34 |
| ☆ Re: 整数問題 / あいす | | | たしかに素因数とは限らないから因数が一致なんていえませんね… 浅はかな解答でした。となるとITさんの別解で考えた方が良さそうですね。 ちなみに今回のは作った問題の一部で、全体としては (問)p,qを素数、m,nを自然数、θをπ/2<θ<πを満たす定数とする。以下の条件(イ)(ロ)を満たすp,q,m,nの値の組を全て求めよ。 (イ)tan(θ/2)は整数である (ロ)m^2=n^2+2^n=20psinθ-20qcosθ というものでした。しかし、自分の想定した解答にかなりの不備がありそうなことや、ITさんの別解のようによりスマートな方法がある気がします。よろしければこの問題も解いて頂きたく思います。 度重なる投稿失礼します。
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No.46665 - 2017/11/04(Sat) 22:30:30 |
| ☆ Re: 整数問題 / IT | | | 以前下記の質問がこの掲示板でありました。 自然数nを用いて n^2+2^nの形で表される平方数を全て求めよ 答え n=6,求める平方数は100. となっています。 これを使えば、psinθ-qcosθ=5 となり、あとは上記のとおりなのでq=2,3,5 について調べればいいと思います。 ラスカルさんの回答にあるように、解は(p,q)=(5,3)だけ ということだと思います
したがって (m,n,p,q)=(10,6,5,3)
http://www2.rocketbbs.com/11/bbs.cgi?id=yosshy&mode=pickup&no=43779
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No.46667 - 2017/11/05(Sun) 00:40:27 |
| ☆ Re: 整数問題 / あいす | | | ITさんへ 迅速な解答ありがとうございました。 大変助かりました。 また何かあったときは、回答頂けると幸いです。
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No.46669 - 2017/11/05(Sun) 13:20:35 |
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