5で割ると2余り、7で割ると4余る自然数のうち、100に最も近い自然数を求める。

数論合同式剰余中国剰余定理整数問題
2025/6/14

1. 問題の内容

5で割ると2余り、7で割ると4余る自然数のうち、100に最も近い自然数を求める。

2. 解き方の手順

求める自然数をnnとする。問題文より、以下の2つの条件が成り立つ。
* nnは5で割ると2余る: n2(mod5)n \equiv 2 \pmod{5}
* nnは7で割ると4余る: n4(mod7)n \equiv 4 \pmod{7}
1つ目の条件より、n=5k+2n = 5k + 2kkは整数)と表せる。これを2つ目の条件に代入すると、
5k+24(mod7)5k + 2 \equiv 4 \pmod{7}
5k2(mod7)5k \equiv 2 \pmod{7}
両辺に3をかけると(5×3=151(mod7)5 \times 3 = 15 \equiv 1 \pmod{7}を利用)、
15k6(mod7)15k \equiv 6 \pmod{7}
k6(mod7)k \equiv 6 \pmod{7}
したがって、k=7m+6k = 7m + 6mmは整数)と表せる。
これをn=5k+2n = 5k + 2に代入すると、
n=5(7m+6)+2=35m+30+2=35m+32n = 5(7m + 6) + 2 = 35m + 30 + 2 = 35m + 32
n=35m+32n = 35m + 32が100に最も近いものを探す。
m=0m = 0のとき、n=32n = 32
m=1m = 1のとき、n=67n = 67
m=2m = 2のとき、n=102n = 102
m=3m = 3のとき、n=137n = 137
10067=33|100 - 67| = 33
100102=2|100 - 102| = 2
したがって、100に最も近い自然数は102である。

3. 最終的な答え

102

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