問題1:整数$a$を7で割ると3余り、整数$b$を7で割ると4余るとき、$ab$を7で割った余りを求める。 問題2:1次不定方程式$2x - 7y = 1$を満たす整数$x, y$の中で、$y$が最大の負の数となるときの$x$の値を求める。

数論合同算不定方程式整数問題剰余
2025/7/25

1. 問題の内容

問題1:整数aaを7で割ると3余り、整数bbを7で割ると4余るとき、ababを7で割った余りを求める。
問題2:1次不定方程式2x7y=12x - 7y = 1を満たす整数x,yx, yの中で、yyが最大の負の数となるときのxxの値を求める。

2. 解き方の手順

問題1:
aaを7で割ると3余るので、a=7k+3a = 7k + 3kkは整数)と表せる。
bbを7で割ると4余るので、b=7l+4b = 7l + 4llは整数)と表せる。
ab=(7k+3)(7l+4)=49kl+28k+21l+12=7(7kl+4k+3l+1)+5ab = (7k + 3)(7l + 4) = 49kl + 28k + 21l + 12 = 7(7kl + 4k + 3l + 1) + 5
したがって、ababを7で割った余りは5である。
問題2:
1次不定方程式2x7y=12x - 7y = 1を解く。
まず、特殊解を見つける。x=4x=4, y=1y=1が解の一つである。
2(4)7(1)=12(4) - 7(1) = 1
与えられた方程式から特殊解を引くと、
2x7y(2(4)7(1))=112x - 7y - (2(4) - 7(1)) = 1 - 1
2(x4)7(y1)=02(x - 4) - 7(y - 1) = 0
2(x4)=7(y1)2(x - 4) = 7(y - 1)
2と7は互いに素なので、x4=7nx - 4 = 7ny1=2ny - 1 = 2nnnは整数)と表せる。
よって、x=7n+4x = 7n + 4y=2n+1y = 2n + 1
yyが最大の負の数となるのは、y<0y < 0かつyyが最も0に近いときである。
2n+1<02n + 1 < 0より、2n<12n < -1n<0.5n < -0.5
nnは整数なので、n=1n = -1
このとき、x=7(1)+4=3x = 7(-1) + 4 = -3y=2(1)+1=1y = 2(-1) + 1 = -1
したがって、yyが最大の負の数となるときのxxの値は-3である。

3. 最終的な答え

問題1の答え:5
問題2の答え:-3

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