問題78: $\frac{3}{x} + \frac{2}{y} = 1$ を満たす正の整数の組 $(x, y)$ について、 $|x - y|$ の値が最大となるのは $(x, y) = (\boxed{}, \boxed{})$ のときである。

代数学不定方程式整数解約数
2025/6/11

1. 問題の内容

問題78: 3x+2y=1\frac{3}{x} + \frac{2}{y} = 1 を満たす正の整数の組 (x,y)(x, y) について、 xy|x - y| の値が最大となるのは (x,y)=(,)(x, y) = (\boxed{}, \boxed{}) のときである。

2. 解き方の手順

3x+2y=1\frac{3}{x} + \frac{2}{y} = 1 を変形します。
3y+2x=xy3y + 2x = xy
xy2x3y=0xy - 2x - 3y = 0
(x3)(y2)=6(x - 3)(y - 2) = 6
x,yx, y は正の整数なので、x3x-3y2y-2は整数の組である。
66の約数の組は以下の通り:
(1,6),(2,3),(3,2),(6,1),(1,6),(2,3),(3,2),(6,1)(1, 6), (2, 3), (3, 2), (6, 1), (-1, -6), (-2, -3), (-3, -2), (-6, -1)
それぞれの組について、x,yx, yを求めます。
\begin{itemize}
\item (x3,y2)=(1,6)(x,y)=(4,8)xy=48=4(x-3, y-2) = (1, 6) \Rightarrow (x, y) = (4, 8) \Rightarrow |x-y| = |4-8| = 4
\item (x3,y2)=(2,3)(x,y)=(5,5)xy=55=0(x-3, y-2) = (2, 3) \Rightarrow (x, y) = (5, 5) \Rightarrow |x-y| = |5-5| = 0
\item (x3,y2)=(3,2)(x,y)=(6,4)xy=64=2(x-3, y-2) = (3, 2) \Rightarrow (x, y) = (6, 4) \Rightarrow |x-y| = |6-4| = 2
\item (x3,y2)=(6,1)(x,y)=(9,3)xy=93=6(x-3, y-2) = (6, 1) \Rightarrow (x, y) = (9, 3) \Rightarrow |x-y| = |9-3| = 6
\item (x3,y2)=(1,6)(x,y)=(2,4)(x-3, y-2) = (-1, -6) \Rightarrow (x, y) = (2, -4). yyが負の整数なので不適
\item (x3,y2)=(2,3)(x,y)=(1,1)(x-3, y-2) = (-2, -3) \Rightarrow (x, y) = (1, -1). yyが負の整数なので不適
\item (x3,y2)=(3,2)(x,y)=(0,0)(x-3, y-2) = (-3, -2) \Rightarrow (x, y) = (0, 0). x,yx,yは正の整数なので不適
\item (x3,y2)=(6,1)(x,y)=(3,1)(x-3, y-2) = (-6, -1) \Rightarrow (x, y) = (-3, 1). xxが負の整数なので不適
\end{itemize}
上記の計算結果から、xy|x - y| が最大になるのは (x,y)=(9,3)(x, y) = (9, 3) のときで、その値は 6 です。

3. 最終的な答え

(9, 3)

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