与えられた方程式 $30x + 17y = 2$ の整数解をすべて求める問題です。

数論ディオファントス方程式整数解ユークリッドの互除法不定方程式
2025/3/7

1. 問題の内容

与えられた方程式 30x+17y=230x + 17y = 2 の整数解をすべて求める問題です。

2. 解き方の手順

まず、特殊解を一つ見つけます。次に、一般解を求めます。
30301717 の最大公約数をユークリッドの互除法で求めます。
30=171+1330 = 17 \cdot 1 + 13
17=131+417 = 13 \cdot 1 + 4
13=43+113 = 4 \cdot 3 + 1
4=14+04 = 1 \cdot 4 + 0
よって、最大公約数は 11 です。
次に、式を逆にたどって、30301717 の整数倍の和が 11 になるようにします。
1=13431 = 13 - 4 \cdot 3
1=13(1713)3=13317+313=4133171 = 13 - (17 - 13) \cdot 3 = 13 - 3 \cdot 17 + 3 \cdot 13 = 4 \cdot 13 - 3 \cdot 17
1=4(3017)317=430417317=4307171 = 4 \cdot (30 - 17) - 3 \cdot 17 = 4 \cdot 30 - 4 \cdot 17 - 3 \cdot 17 = 4 \cdot 30 - 7 \cdot 17
したがって、304+17(7)=130 \cdot 4 + 17 \cdot (-7) = 1 です。
これを 22 倍すると、308+17(14)=230 \cdot 8 + 17 \cdot (-14) = 2 となります。
よって、x=8x = 8, y=14y = -14 は与えられた方程式の一つの解です。
一般解を求めます。
30x+17y=230x + 17y = 2308+17(14)=230 \cdot 8 + 17 \cdot (-14) = 2 の差をとると、
30(x8)+17(y+14)=030(x - 8) + 17(y + 14) = 0
30(x8)=17(y+14)30(x - 8) = -17(y + 14)
30301717 は互いに素なので、x8x - 81717 の倍数であり、y+14y + 143030 の倍数です。
そこで、x8=17kx - 8 = 17ky+14=30ky + 14 = -30k とおけます(kk は整数)。
したがって、x=17k+8x = 17k + 8y=30k14y = -30k - 14 となります。

3. 最終的な答え

x=17k+8x = 17k + 8
y=30k14y = -30k - 14 (kは整数)

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