方程式 $19x - 11y = 1$ を満たす整数の組 $(x, y)$ のうち、$x$ の値が最も 100 に近いときの $y$ の値を求める問題です。

数論不定方程式整数解ユークリッドの互除法合同式
2025/5/12

1. 問題の内容

方程式 19x11y=119x - 11y = 1 を満たす整数の組 (x,y)(x, y) のうち、xx の値が最も 100 に近いときの yy の値を求める問題です。

2. 解き方の手順

まず、方程式 19x11y=119x - 11y = 1 の特殊解を求めます。
1961110=114110=419 \cdot 6 - 11 \cdot 10 = 114 - 110 = 4
191111=1911=819 \cdot 1 - 11 \cdot 1 = 19-11 = 8
19(6)11(10)=419(6)-11(10) = 4
19x11y=119x - 11y = 1
19x=11y+119x = 11y+1
x=11y+119x = \frac{11y+1}{19}
y=3y=3 を代入してみると
x=11(3)+119=3419x = \frac{11(3)+1}{19} = \frac{34}{19} これは整数ではない。
y=8y=8 だと
x=11(8)+119=8919x = \frac{11(8)+1}{19} = \frac{89}{19}これも整数ではない。
19x11y=119x - 11y = 1 の整数解を一つ見つける必要があります。
19x11y=119x - 11y = 1
19(6)11(10)=419(6) - 11(10) = 4
19(3)11(5)=219(3) - 11(5) = 2
19x1(mod11)19x \equiv 1 \pmod{11}
198(mod11)19 \equiv 8 \pmod{11}
8x1(mod11)8x \equiv 1 \pmod{11}
8x12(mod11)8x \equiv 12 \pmod{11}
2x3(mod11)2x \equiv 3 \pmod{11}
2x14(mod11)2x \equiv 14 \pmod{11}
x7(mod11)x \equiv 7 \pmod{11}
x=7x = 7 を代入すると
19(7)11y=119(7) - 11y = 1
13311y=1133 - 11y = 1
11y=13211y = 132
y=12y = 12
したがって、特殊解の一つは (x,y)=(7,12)(x, y) = (7, 12) です。
一般解は、
19(x7)11(y12)=019(x - 7) - 11(y - 12) = 0
19(x7)=11(y12)19(x - 7) = 11(y - 12)
x7=11k,y12=19kx - 7 = 11k, y - 12 = 19k (kは整数)
x=11k+7,y=19k+12x = 11k + 7, y = 19k + 12
xx が 100 に最も近いときを求めるので、
x=11k+7100x = 11k + 7 \approx 100
11k9311k \approx 93
k8.45k \approx 8.45
k=8k = 8 のとき x=11(8)+7=88+7=95x = 11(8) + 7 = 88 + 7 = 95
k=9k = 9 のとき x=11(9)+7=99+7=106x = 11(9) + 7 = 99 + 7 = 106
x=95x = 95 のとき y=19(8)+12=152+12=164y = 19(8) + 12 = 152 + 12 = 164
x=106x = 106 のとき y=19(9)+12=171+12=183y = 19(9) + 12 = 171 + 12 = 183
xx の値が最も 100 に近いのは x=95x = 95 のときなので、そのときの yy の値は 164 です。

3. 最終的な答え

164

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