与えられた一次不定方程式 $100x + 7y = 1$ を満たす整数の組 $(x, y)$ を求める問題です。

代数学不定方程式整数解ユークリッドの互除法
2025/8/14

1. 問題の内容

与えられた一次不定方程式 100x+7y=1100x + 7y = 1 を満たす整数の組 (x,y)(x, y) を求める問題です。

2. 解き方の手順

一次不定方程式 ax+by=cax + by = c の整数解を求めるには、ユークリッドの互除法を用いて特殊解を求め、その後、一般解を求めます。
まず、10010077 に対してユークリッドの互除法を行います。
100=7×14+2100 = 7 \times 14 + 2
7=2×3+17 = 2 \times 3 + 1
2=1×2+02 = 1 \times 2 + 0
互除法の式を逆にたどります。
1=72×31 = 7 - 2 \times 3
2=1007×142 = 100 - 7 \times 14
これらを代入していくと、
1=7(1007×14)×31 = 7 - (100 - 7 \times 14) \times 3
1=7100×3+7×421 = 7 - 100 \times 3 + 7 \times 42
1=100×(3)+7×431 = 100 \times (-3) + 7 \times 43
したがって、100x+7y=1100x + 7y = 1 の特殊解の一つは (x,y)=(3,43)(x, y) = (-3, 43) です。
次に、一般解を求めます。
100x+7y=1100x + 7y = 1
100×(3)+7×43=1100 \times (-3) + 7 \times 43 = 1
2式を引き算すると、
100(x+3)+7(y43)=0100(x + 3) + 7(y - 43) = 0
100(x+3)=7(y43)100(x + 3) = -7(y - 43)
10010077 は互いに素なので、x+3x + 377 の倍数でなければなりません。
したがって、x+3=7kx + 3 = 7k (kk は整数) と書けます。
x=7k3x = 7k - 3
これを代入して、
100(7k)=7(y43)100(7k) = -7(y - 43)
100k=(y43)100k = -(y - 43)
y=100k+43y = -100k + 43
したがって、一般解は (x,y)=(7k3,100k+43)(x, y) = (7k - 3, -100k + 43) (kk は整数) となります。

3. 最終的な答え

一次不定方程式 100x+7y=1100x + 7y = 1 の整数解は、(x,y)=(7k3,100k+43)(x, y) = (7k - 3, -100k + 43)kk は整数)です。
例えば、k=0k = 0 のとき、(x,y)=(3,43)(x, y) = (-3, 43) です。

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