問題は、$\mathbb{Z}/7\mathbb{Z}$ において、$\frac{1}{3}$ に対応する数と、それを用いて $4 \div 3$ を計算するものです。

数論合同算術剰余環逆元Z/nZ
2025/7/11

1. 問題の内容

問題は、Z/7Z\mathbb{Z}/7\mathbb{Z} において、13\frac{1}{3} に対応する数と、それを用いて 4÷34 \div 3 を計算するものです。

2. 解き方の手順

Z/7Z\mathbb{Z}/7\mathbb{Z} は、7 を法とする整数の集合 {0,1,2,3,4,5,6}\{0, 1, 2, 3, 4, 5, 6\} です。
13\frac{1}{3} に対応する数 xx は、3x1(mod7)3x \equiv 1 \pmod{7} を満たす整数です。
つまり、3x3x を 7 で割った余りが 1 になるような xx を探します。
x=1x=1 のとき、3×1=33(mod7)3 \times 1 = 3 \equiv 3 \pmod{7}
x=2x=2 のとき、3×2=66(mod7)3 \times 2 = 6 \equiv 6 \pmod{7}
x=3x=3 のとき、3×3=92(mod7)3 \times 3 = 9 \equiv 2 \pmod{7}
x=4x=4 のとき、3×4=125(mod7)3 \times 4 = 12 \equiv 5 \pmod{7}
x=5x=5 のとき、3×5=151(mod7)3 \times 5 = 15 \equiv 1 \pmod{7}
したがって、13\frac{1}{3} に対応する数は 5 です。
次に、4÷34 \div 3 を計算します。これは、4×134 \times \frac{1}{3} を計算することと同じです。
13\frac{1}{3} に対応する数が 5 なので、4÷34×5(mod7)4 \div 3 \equiv 4 \times 5 \pmod{7} を計算します。
4×5=204 \times 5 = 20
206(mod7)20 \equiv 6 \pmod{7}
したがって、4÷3=64 \div 3 = 6 です。

3. 最終的な答え

13\frac{1}{3} に対応する数は 5 であり、4÷3=64 \div 3 = 6 が成り立ちます。

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