A, B, C にそれぞれ 2, 3, 4 のいずれかの数値を一つずつ代入し、式 $(-1)^A \times 4^B \div (-2)^C$ の計算結果が負の奇数となるような A, B, C の組み合わせを求める問題です。

代数学指数計算条件を満たす組み合わせ
2025/5/31

1. 問題の内容

A, B, C にそれぞれ 2, 3, 4 のいずれかの数値を一つずつ代入し、式 (1)A×4B÷(2)C(-1)^A \times 4^B \div (-2)^C の計算結果が負の奇数となるような A, B, C の組み合わせを求める問題です。

2. 解き方の手順

まず、計算結果が負の数になる条件を考えます。
(1)A(-1)^A は A が偶数なら 1、奇数なら -1 となります。
4B4^B は常に正の数です。
(2)C(-2)^C は C が偶数なら正の数、奇数なら負の数となります。
したがって、計算結果が負の数になるためには、以下のいずれかの条件を満たす必要があります。
* A が偶数で、C が奇数
* A が奇数で、C が偶数
次に、計算結果が奇数となる条件を考えます。
式を整理すると、
(1)A×4B÷(2)C=(1)A×(22)B÷(1)C×2C=(1)AC×22BC(-1)^A \times 4^B \div (-2)^C = (-1)^A \times (2^2)^B \div (-1)^C \times 2^C = (-1)^{A-C} \times 2^{2B-C}
計算結果が奇数となるためには、22BC2^{2B-C} の部分が 1 となる必要があります。
つまり、2BC=02B - C = 0 である必要があります。
2B=C2B = C を満たす必要があります。
A, B, C には 2, 3, 4 のいずれかが一つずつ入るため、
2B=C2B = C を満たす組み合わせは、B = 2, C = 4 のみです。
このとき、A は 3 でなければなりません。
A=3, B=2, C=4 とすると、
(1)3×42÷(2)4=1×16÷16=1(-1)^3 \times 4^2 \div (-2)^4 = -1 \times 16 \div 16 = -1
-1 は負の奇数なので、条件を満たします。

3. 最終的な答え

A = 3
B = 2
C = 4

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