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

代数学方程式整数解不定方程式約数
2025/5/13

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、xx が小さい順にすべて求める問題です。

2. 解き方の手順

まず、与えられた方程式を整理します。
2x+3y=1\frac{2}{x} + \frac{3}{y} = 1
両辺に xyxy をかけて分母を払うと、
2y+3x=xy2y + 3x = xy
これを変形して、xy3x2y=0xy - 3x - 2y = 0
さらに変形して、(x2)(y3)=6(x - 2)(y - 3) = 6
xxyy は正の整数なので、x2x - 2y3y - 3 はともに整数です。
また、x>0x > 0 なので、x2>2x - 2 > -2 であり、y>0y > 0 なので、y3>3y - 3 > -3 です。
(x2)(y3)=6(x - 2)(y - 3) = 6 を満たす整数の組み合わせをすべて求めます。
6の約数は、1, 2, 3, 6 です。
したがって、考えられる組み合わせは次の通りです。
* x2=1x - 2 = 1 のとき、y3=6y - 3 = 6 より、x=3x = 3, y=9y = 9
* x2=2x - 2 = 2 のとき、y3=3y - 3 = 3 より、x=4x = 4, y=6y = 6
* x2=3x - 2 = 3 のとき、y3=2y - 3 = 2 より、x=5x = 5, y=5y = 5
* x2=6x - 2 = 6 のとき、y3=1y - 3 = 1 より、x=8x = 8, y=4y = 4
xx が小さい順に並べると、(3,9),(4,6),(5,5),(8,4)(3, 9), (4, 6), (5, 5), (8, 4) となります。

3. 最終的な答え

(x,y)=(3,9),(4,6),(5,5),(8,4)(x, y) = (3, 9), (4, 6), (5, 5), (8, 4)