方程式 $\frac{2}{x} + \frac{3}{y} = 1$ を満たす正の整数の組 $(x, y)$ をすべて求め、xが小さい順に答える問題です。

代数学方程式整数解約数分数式
2025/7/27

1. 問題の内容

方程式 2x+3y=1\frac{2}{x} + \frac{3}{y} = 1 を満たす正の整数の組 (x,y)(x, y) をすべて求め、xが小さい順に答える問題です。

2. 解き方の手順

まず、与えられた方程式を変形して、yy について解きます。
2x+3y=1\frac{2}{x} + \frac{3}{y} = 1
3y=12x=x2x\frac{3}{y} = 1 - \frac{2}{x} = \frac{x-2}{x}
y=3xx2y = \frac{3x}{x-2}
ここで、yy が整数であるためには、3xx2\frac{3x}{x-2} が整数でなければなりません。
3xx2=3(x2)+6x2=3+6x2\frac{3x}{x-2} = \frac{3(x-2) + 6}{x-2} = 3 + \frac{6}{x-2}
したがって、x2x-2 は 6 の約数でなければなりません。
xx は正の整数なので、x2x-21-1, 11, 22, 33, 66 のいずれかの値を取ります。
x2=1x-2 = -1 のとき、x=1x = 1 であり、y=3(1)12=3y = \frac{3(1)}{1-2} = -3 となり、yy が正の整数という条件を満たしません。
x2=1x-2 = 1 のとき、x=3x = 3 であり、y=3+61=9y = 3 + \frac{6}{1} = 9 となります。
x2=2x-2 = 2 のとき、x=4x = 4 であり、y=3+62=6y = 3 + \frac{6}{2} = 6 となります。
x2=3x-2 = 3 のとき、x=5x = 5 であり、y=3+63=5y = 3 + \frac{6}{3} = 5 となります。
x2=6x-2 = 6 のとき、x=8x = 8 であり、y=3+66=4y = 3 + \frac{6}{6} = 4 となります。
以上の結果から、(x,y)(x, y) の組は (3,9)(3, 9), (4,6)(4, 6), (5,5)(5, 5), (8,4)(8, 4) となります。
xx が小さい順に並べると、(3,9)(3, 9), (4,6)(4, 6), (5,5)(5, 5), (8,4)(8, 4) となります。

3. 最終的な答え

(3, 9), (4, 6), (5, 5), (8, 4)

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