与えられた10個の方程式について、整数解 $(x, y)$ を全て求める問題です。

代数学整数解方程式
2025/5/15
## 解答

1. 問題の内容

与えられた10個の方程式について、整数解 (x,y)(x, y) を全て求める問題です。

2. 解き方の手順

**(1) xy=7xy = 7**
7の約数は1, 7のみであるので、
x=1,y=7x = 1, y = 7
x=7,y=1x = 7, y = 1
x=1,y=7x = -1, y = -7
x=7,y=1x = -7, y = -1
**(2) xy=5xy = -5**
-5の約数は-1, 1, -5, 5のみであるので、
x=1,y=5x = 1, y = -5
x=1,y=5x = -1, y = 5
x=5,y=1x = 5, y = -1
x=5,y=1x = -5, y = 1
**(3) xy=8xy = 8**
8の約数は1, 2, 4, 8のみであるので、
x=1,y=8x = 1, y = 8
x=2,y=4x = 2, y = 4
x=4,y=2x = 4, y = 2
x=8,y=1x = 8, y = 1
x=1,y=8x = -1, y = -8
x=2,y=4x = -2, y = -4
x=4,y=2x = -4, y = -2
x=8,y=1x = -8, y = -1
**(4) (x+1)(y4)=3(x+1)(y-4) = 3**
3の約数は1, 3のみであるので、
x+1=1,y4=3    x=0,y=7x+1 = 1, y-4 = 3 \implies x = 0, y = 7
x+1=3,y4=1    x=2,y=5x+1 = 3, y-4 = 1 \implies x = 2, y = 5
x+1=1,y4=3    x=2,y=1x+1 = -1, y-4 = -3 \implies x = -2, y = 1
x+1=3,y4=1    x=4,y=3x+1 = -3, y-4 = -1 \implies x = -4, y = 3
**(5) (x1)(y+2)=12(x-1)(y+2) = -12**
-12の約数の組み合わせを考える。
x1=1,y+2=12    x=2,y=14x-1 = 1, y+2 = -12 \implies x = 2, y = -14
x1=1,y+2=12    x=0,y=10x-1 = -1, y+2 = 12 \implies x = 0, y = 10
x1=2,y+2=6    x=3,y=8x-1 = 2, y+2 = -6 \implies x = 3, y = -8
x1=2,y+2=6    x=1,y=4x-1 = -2, y+2 = 6 \implies x = -1, y = 4
x1=3,y+2=4    x=4,y=6x-1 = 3, y+2 = -4 \implies x = 4, y = -6
x1=3,y+2=4    x=2,y=2x-1 = -3, y+2 = 4 \implies x = -2, y = 2
x1=4,y+2=3    x=5,y=5x-1 = 4, y+2 = -3 \implies x = 5, y = -5
x1=4,y+2=3    x=3,y=1x-1 = -4, y+2 = 3 \implies x = -3, y = 1
x1=6,y+2=2    x=7,y=4x-1 = 6, y+2 = -2 \implies x = 7, y = -4
x1=6,y+2=2    x=5,y=0x-1 = -6, y+2 = 2 \implies x = -5, y = 0
x1=12,y+2=1    x=13,y=3x-1 = 12, y+2 = -1 \implies x = 13, y = -3
x1=12,y+2=1    x=11,y=1x-1 = -12, y+2 = 1 \implies x = -11, y = -1
**(6) xy2x+5y=1xy - 2x + 5y = 1**
xy2x+5y10=110xy - 2x + 5y - 10 = 1 - 10
x(y2)+5(y2)=9x(y-2) + 5(y-2) = -9
(x+5)(y2)=9(x+5)(y-2) = -9
-9の約数の組み合わせを考える。
x+5=1,y2=9    x=4,y=7x+5 = 1, y-2 = -9 \implies x = -4, y = -7
x+5=1,y2=9    x=6,y=11x+5 = -1, y-2 = 9 \implies x = -6, y = 11
x+5=3,y2=3    x=2,y=1x+5 = 3, y-2 = -3 \implies x = -2, y = -1
x+5=3,y2=3    x=8,y=5x+5 = -3, y-2 = 3 \implies x = -8, y = 5
x+5=9,y2=1    x=4,y=1x+5 = 9, y-2 = -1 \implies x = 4, y = 1
x+5=9,y2=1    x=14,y=3x+5 = -9, y-2 = 1 \implies x = -14, y = 3
**(7) 2xy+4x+3y=02xy + 4x + 3y = 0**
4xy+8x+6y=04xy + 8x + 6y = 0
2x(2y+4)+3y=02x(2y+4) + 3y = 0
2x(2y+3)+4x+3y=02x(2y+3) + 4x + 3y = 0
4xy+8x+6y+12=124xy+8x+6y+12=12
2x(2y+4)+3(2y+4)=122x(2y+4)+3(2y+4)=12
(2x+3)(2y+4)=12(2x+3)(2y+4)=12
(2x+3)(y+2)=6(2x+3)(y+2)=6
2x+3=1,y+2=6    x=1,y=42x+3 = 1, y+2=6 \implies x = -1, y=4
2x+3=3,y+2=2    x=0,y=02x+3 = 3, y+2=2 \implies x=0, y=0
2x+3=6,y+2=1    x=32,y=12x+3 = 6, y+2=1 \implies x=\frac{3}{2}, y=-1 (xが整数でないので不可)
2x+3=1,y+2=6    x=2,y=82x+3 = -1, y+2=-6 \implies x = -2, y=-8
2x+3=3,y+2=2    x=3,y=42x+3 = -3, y+2=-2 \implies x=-3, y=-4
2x+3=6,y+2=1    x=92,y=32x+3 = -6, y+2=-1 \implies x = -\frac{9}{2}, y=-3 (xが整数でないので不可)
**(8) 1x+1y=15\frac{1}{x} + \frac{1}{y} = \frac{1}{5}**
x+yxy=15\frac{x+y}{xy} = \frac{1}{5}
5(x+y)=xy5(x+y) = xy
xy5x5y=0xy - 5x - 5y = 0
xy5x5y+25=25xy - 5x - 5y + 25 = 25
(x5)(y5)=25(x-5)(y-5) = 25
25の約数の組み合わせを考える。
x5=1,y5=25    x=6,y=30x-5 = 1, y-5 = 25 \implies x = 6, y = 30
x5=5,y5=5    x=10,y=10x-5 = 5, y-5 = 5 \implies x = 10, y = 10
x5=25,y5=1    x=30,y=6x-5 = 25, y-5 = 1 \implies x = 30, y = 6
x5=1,y5=25    x=4,y=20x-5 = -1, y-5 = -25 \implies x = 4, y = -20
x5=5,y5=5    x=0,y=0x-5 = -5, y-5 = -5 \implies x = 0, y = 0 (x,yが分母に来るので不可)
x5=25,y5=1    x=20,y=4x-5 = -25, y-5 = -1 \implies x = -20, y = 4
**(9) 2x+5y=1\frac{2}{x} + \frac{5}{y} = 1**
2y+5x=xy2y + 5x = xy
xy5x2y=0xy - 5x - 2y = 0
xy5x2y+10=10xy - 5x - 2y + 10 = 10
(x2)(y5)=10(x-2)(y-5) = 10
10の約数の組み合わせを考える。
x2=1,y5=10    x=3,y=15x-2 = 1, y-5 = 10 \implies x = 3, y = 15
x2=2,y5=5    x=4,y=10x-2 = 2, y-5 = 5 \implies x = 4, y = 10
x2=5,y5=2    x=7,y=7x-2 = 5, y-5 = 2 \implies x = 7, y = 7
x2=10,y5=1    x=12,y=6x-2 = 10, y-5 = 1 \implies x = 12, y = 6
x2=1,y5=10    x=1,y=5x-2 = -1, y-5 = -10 \implies x = 1, y = -5
x2=2,y5=5    x=0,y=0x-2 = -2, y-5 = -5 \implies x = 0, y = 0 (x,yが分母に来るので不可)
x2=5,y5=2    x=3,y=3x-2 = -5, y-5 = -2 \implies x = -3, y = 3
x2=10,y5=1    x=8,y=4x-2 = -10, y-5 = -1 \implies x = -8, y = 4
**(10) y=5x1+2y = \frac{5}{x-1} + 2**
y2=5x1y-2 = \frac{5}{x-1}
(x1)(y2)=5(x-1)(y-2) = 5
5の約数の組み合わせを考える。
x1=1,y2=5    x=2,y=7x-1 = 1, y-2 = 5 \implies x = 2, y = 7
x1=5,y2=1    x=6,y=3x-1 = 5, y-2 = 1 \implies x = 6, y = 3
x1=1,y2=5    x=0,y=3x-1 = -1, y-2 = -5 \implies x = 0, y = -3
x1=5,y2=1    x=4,y=1x-1 = -5, y-2 = -1 \implies x = -4, y = 1

3. 最終的な答え

(1) (1,7),(7,1),(1,7),(7,1)(1, 7), (7, 1), (-1, -7), (-7, -1)
(2) (1,5),(1,5),(5,1),(5,1)(1, -5), (-1, 5), (5, -1), (-5, 1)
(3) (1,8),(2,4),(4,2),(8,1),(1,8),(2,4),(4,2),(8,1)(1, 8), (2, 4), (4, 2), (8, 1), (-1, -8), (-2, -4), (-4, -2), (-8, -1)
(4) (0,7),(2,5),(2,1),(4,3)(0, 7), (2, 5), (-2, 1), (-4, 3)
(5) (2,14),(0,10),(3,8),(1,4),(4,6),(2,2),(5,5),(3,1),(7,4),(5,0),(13,3),(11,1)(2, -14), (0, 10), (3, -8), (-1, 4), (4, -6), (-2, 2), (5, -5), (-3, 1), (7, -4), (-5, 0), (13, -3), (-11, -1)
(6) (4,7),(6,11),(2,1),(8,5),(4,1),(14,3)(-4, -7), (-6, 11), (-2, -1), (-8, 5), (4, 1), (-14, 3)
(7) (1,4),(0,0),(2,8),(3,4)(-1, 4), (0, 0), (-2, -8), (-3, -4)
(8) (6,30),(10,10),(30,6),(4,20),(20,4)(6, 30), (10, 10), (30, 6), (4, -20), (-20, 4)
(9) (3,15),(4,10),(7,7),(12,6),(1,5),(3,3),(8,4)(3, 15), (4, 10), (7, 7), (12, 6), (1, -5), (-3, 3), (-8, 4)
(10) (2,7),(6,3),(0,3),(4,1)(2, 7), (6, 3), (0, -3), (-4, 1)

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