13で割ると3余り、7で割ると4余る自然数のうち、3桁の自然数の最大のものと最小のものを求める問題です。

数論合同式中国剰余定理整数
2025/3/8

1. 問題の内容

13で割ると3余り、7で割ると4余る自然数のうち、3桁の自然数の最大のものと最小のものを求める問題です。

2. 解き方の手順

まず、条件を満たす自然数を xx とします。
すると、
x3(mod13)x \equiv 3 \pmod{13}
x4(mod7)x \equiv 4 \pmod{7}
と表せます。
1つ目の式より、x=13k+3x = 13k + 3kkは整数)と書けます。
これを2つ目の式に代入すると、
13k+34(mod7)13k + 3 \equiv 4 \pmod{7}
13k1(mod7)13k \equiv 1 \pmod{7}
6k1(mod7)6k \equiv 1 \pmod{7}
6k8(mod7)6k \equiv 8 \pmod{7}
3k4(mod7)3k \equiv 4 \pmod{7}
3k11(mod7)3k \equiv 11 \pmod{7}
3k18(mod7)3k \equiv 18 \pmod{7}
k6(mod7)k \equiv 6 \pmod{7}
したがって、k=7l+6k = 7l + 6llは整数)と書けます。
これをx=13k+3x = 13k + 3 に代入すると、
x=13(7l+6)+3=91l+78+3=91l+81x = 13(7l + 6) + 3 = 91l + 78 + 3 = 91l + 81
よって、x=91l+81x = 91l + 81 と表されます。
次に、3桁の自然数であるという条件を考慮します。
最小の3桁の自然数は100、最大の3桁の自然数は999です。
10091l+81999100 \le 91l + 81 \le 999
1991l91819 \le 91l \le 918
19/91l918/9119/91 \le l \le 918/91
0.208l10.0870.208 \le l \le 10.087
llは整数なので、1l101 \le l \le 10 です。
最小のxxを求めるには、l=1l = 1 を代入します。
x=91(1)+81=172x = 91(1) + 81 = 172
最大のxxを求めるには、l=10l = 10 を代入します。
x=91(10)+81=910+81=991x = 91(10) + 81 = 910 + 81 = 991

3. 最終的な答え

最小の値:172172
最大の値:991991

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