7で割ると4余り、9で割ると8余る300以下の自然数は全部で何個あるか。

数論合同式中国剰余定理剰余整数
2025/6/14

1. 問題の内容

7で割ると4余り、9で割ると8余る300以下の自然数は全部で何個あるか。

2. 解き方の手順

求める自然数を xx とすると、以下の合同式が成り立つ。
x4(mod7)x \equiv 4 \pmod{7}
x8(mod9)x \equiv 8 \pmod{9}
まず、x4(mod7)x \equiv 4 \pmod{7} を満たす xxx=7k+4x = 7k + 4kkは整数)と表せる。
これを x8(mod9)x \equiv 8 \pmod{9} に代入すると、
7k+48(mod9)7k + 4 \equiv 8 \pmod{9}
7k4(mod9)7k \equiv 4 \pmod{9}
ここで、7k4(mod9)7k \equiv 4 \pmod{9} を満たす kk を求める。
7k4(mod9)7k \equiv 4 \pmod{9} の両辺に4をかけると、
28k16(mod9)28k \equiv 16 \pmod{9}
k7(mod9)k \equiv 7 \pmod{9}
したがって、k=9l+7k = 9l + 7llは整数)と表せる。
x=7k+4x = 7k + 4 に代入すると、
x=7(9l+7)+4=63l+49+4=63l+53x = 7(9l + 7) + 4 = 63l + 49 + 4 = 63l + 53
xx は300以下の自然数なので、
63l+5330063l + 53 \le 300
63l24763l \le 247
l247633.92l \le \frac{247}{63} \approx 3.92
llは整数なので、l=0,1,2,3l = 0, 1, 2, 3 である。
したがって、xxl=0,1,2,3l = 0, 1, 2, 3 に対応して、
x=53,116,179,242x = 53, 116, 179, 242
の4つの値を取る。

3. 最終的な答え

4個

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