7で割ると4余り、9で割ると8余る300以下の自然数は何個あるかを求める問題です。

数論合同式剰余中国の剰余定理整数
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以下の自然数は何個あるかを求める問題です。

2. 解き方の手順

求める自然数を nn とします。
問題文より、以下の2つの式が成り立ちます。
n4(mod7)n \equiv 4 \pmod{7}
n8(mod9)n \equiv 8 \pmod{9}
1つ目の式より、n=7k+4n = 7k + 4 (kkは整数)と表せます。
これを2つ目の式に代入すると、
7k+48(mod9)7k + 4 \equiv 8 \pmod{9}
7k4(mod9)7k \equiv 4 \pmod{9}
7k4+93(mod9)7k \equiv 4 + 9 \cdot 3 \pmod{9}
7k31(mod9)7k \equiv 31 \pmod{9}
7k4+27(mod9)7k \equiv 4+ 27 \pmod{9}
7k31(mod9)7k \equiv 31 \pmod{9}
7k4(mod9)7k \equiv 4 \pmod{9}
4×7k4×4(mod9)4 \times 7k \equiv 4 \times 4 \pmod{9}
28k16(mod9)28k \equiv 16 \pmod{9}
k7(mod9)k \equiv 7 \pmod{9}
よって、k=9l+7k = 9l + 7 (llは整数)と表せます。
これをn=7k+4n = 7k + 4に代入すると、
n=7(9l+7)+4n = 7(9l + 7) + 4
n=63l+49+4n = 63l + 49 + 4
n=63l+53n = 63l + 53
nnは300以下の自然数なので、n300n \leq 300
63l+5330063l + 53 \leq 300
63l24763l \leq 247
l247633.92l \leq \frac{247}{63} \approx 3.92
llは整数なので、l=0,1,2,3l = 0, 1, 2, 3
したがって、n=53,116,179,242n = 53, 116, 179, 242
これらの数は7で割ると4余り、9で割ると8余るので、条件を満たします。
よって、条件を満たす300以下の自然数は4個です。

3. 最終的な答え

4個

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