a,b,cは正の整数である。(a^2)b+(b^2)c+(c^2)aがabcの倍数で2cがa+bの倍数であるときa=b=cを示せ。
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No.29214 - 2014/10/05(Sun) 23:01:41
| ☆ Re: 整数 / IT | | | ※a|c は cがaの倍数であることを表す。aトc は cがaの倍数でないことを表す。
条件は下記のとおり a,b,cは正の整数…これは断りなしに使う。 abc|(a^2)b+(b^2)c+(c^2)a …(1) a+b|2c …(2)
(a,b,c)が条件をみたすとき(ka,kb,kc) (kは任意の正整数)も条件をみたす…(A) ので (a,b,c)の最大公約数=1…(3)として考える.
(1)より c|(a^2)b …(4),よってcの素因数はaの素因数とbの素因数以外はない。 …(5)
aとbの共通の素因数があったと仮定して、そのうちの1つをpとする。 このとき、(2)より p|2cだが、(3)より※pトcでp=2…(6) ※WIZさんの御指摘のとおり記入ミスがあり訂正しました。以下※も補足しました。 ※aとbの最大公約数|a+bなので(2)より ※aとbの最大公約数|2c、よって(3)より aとbの最大公約数=2…(7) (1)より ab|(a^2)b+(b^2)c+(c^2)a ab|(b^2)c+(c^2)a 2^2|(b^2)c+(c^2)a 2^2|(c^2)a (6)より2^2|a 、(7)より2|b,2^2トb…(8) (1)より2^3|(a^2)b+(b^2)c+(c^2)a 2^3|(b^2)c+(c^2)a ここで2^3|aと仮定すると2^3|(b^2)cとなり(6)(8)に反する、よって2^3トa よってa=4a',b=2b'(a',b'は正の整数)でa',b',2はそれぞれ互いに素…(9) (2)より 4a'+2b'|2c よって 2a'+b'|c…(10) ところが(9)より 2a'+b'はa',b'とそれぞれ互いに素 よって(10)は(5)に反する。
以上から、aとbは互いに素。…(11)
(11)からa+bはaと共通の素因数、bと共通の素因数を持たない。 これと(2)と(5)からc=1,a+b=2,すなわちa=b=c=1 これは条件を満たす。 (A)より、(3)の条件を外してa=b=c
※もっと簡単な証明があるかも知れませんし、まちがっているかも知れません。ご指摘ください。
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No.29238 - 2014/10/07(Tue) 07:50:22 |
| ☆ Re: 整数 / aba | | | なるほど、、、すごく難しいですね、、ありがとうございます!
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No.29244 - 2014/10/07(Tue) 14:07:47 |
| ☆ Re: 整数 / WIZ | | | ITさんへ
> このとき、(2)より p|2cだが、(3)より2トcでp=2…(6) > aとbの最大公約数=2…(7) 「2トc」は「pトc」の書き間違いとですよね? pはa, bの共通素因数の1つであり、a, bの最大公約数ではありません。 kをある正の整数として、2^kがa, bの最大公約数であるということが言えるだけでは?
よって、ここまでの議論だけでは以下は成立するとは言えないと思いますが。
> (6)より2^2|a 、(7)より2|b,2^2トb…(8)
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No.29261 - 2014/10/08(Wed) 08:36:40 |
| ☆ Re: 整数 / WIZ | | | ITさんの書き込みの
>aとbの共通の素因数があったと仮定して、そのうちの1つをpとする。
で、pをaとbの最大公約数の書き間違い(或いは書いている途中で気が変わった?)だと解釈すれば、 (a+b)|(2c)からp|(2c)で、(a, b, c) = 1から(p, c) = 1なのでp|2となりますね。 つまりp = 1またはp = 2ですので、一応ITさんの証明は完成しているようです。
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No.29262 - 2014/10/08(Wed) 12:26:27 |
| ☆ Re: 整数 / WIZ | | | 私の書き込みにも(結論は変わらないけど)間違いがありましたので訂正します。
>(a+b)|(2c)からp|(2c)で、(a, b, c) = 1から(p, c) = 1なのでp|2となりますね。
(p, c) = 1でもp > 1でないとpトcとは言えませんでした。 よって、p > 1ならばp|2なのでp = 2のみ、あとはp = 1となります。
スレ汚し申し訳ありません。
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No.29263 - 2014/10/08(Wed) 14:07:55 |
| ☆ Re: 整数 / IT | | | WIZ さんへ >「2トc」は「pトc」の書き間違いとですよね? そのとおりです。御指摘ありがとうございました。
おっしゃるとおり、a,bの共通の素因数を考えるより、直接a,bの最大公約数を考えるほうがスッキリしますね。(そうするとaとbの共通の素因数pについて書いたところは不要でした)
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No.29265 - 2014/10/08(Wed) 18:27:13 |
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