$a$ を自然数とするとき、$\sqrt{100-2a}$ が自然数となる $a$ は全部でいくつあるか。

代数学平方根整数問題不等式
2025/6/18

1. 問題の内容

aa を自然数とするとき、1002a\sqrt{100-2a} が自然数となる aa は全部でいくつあるか。

2. 解き方の手順

1002a\sqrt{100-2a} が自然数になるということは、1002a100-2a が平方数(自然数の二乗)になるということです。
また、aa は自然数なので、1002a100-2a100100 より小さい数である必要があります。
1002a=n2100-2a=n^2 とおきます。ここで、nn は自然数です。
1002a=n2100-2a = n^2
2a=100n22a = 100 - n^2
a=100n22a = \frac{100 - n^2}{2}
aa は自然数なので、100n2100 - n^2 は偶数でなければなりません。
つまり、n2n^2 が偶数である必要があります。
n2n^2 が偶数であるためには、nn 自身が偶数でなければなりません。
なぜなら、奇数の二乗は奇数になるからです。
したがって、nn は偶数である必要があります。
また、1002a>0100-2a>0 より、100>2a100 > 2a, 50>a50 > a である必要があります。
また、n21n^2 \ge 1 でなければならないので、nn1,2,3,...,91, 2, 3, ... , 9 のいずれかです。
nn は偶数なので、nn2,4,6,82, 4, 6, 8 のいずれかです。
それぞれの場合について、aa を計算します。
n=2n=2 のとき、a=100222=10042=962=48a = \frac{100 - 2^2}{2} = \frac{100 - 4}{2} = \frac{96}{2} = 48
n=4n=4 のとき、a=100422=100162=842=42a = \frac{100 - 4^2}{2} = \frac{100 - 16}{2} = \frac{84}{2} = 42
n=6n=6 のとき、a=100622=100362=642=32a = \frac{100 - 6^2}{2} = \frac{100 - 36}{2} = \frac{64}{2} = 32
n=8n=8 のとき、a=100822=100642=362=18a = \frac{100 - 8^2}{2} = \frac{100 - 64}{2} = \frac{36}{2} = 18
n=10n=10 のとき、a=1001022=1001002=02=0a = \frac{100 - 10^2}{2} = \frac{100 - 100}{2} = \frac{0}{2} = 0 これは自然数ではないので除く。
したがって、aa48,42,32,1848, 42, 32, 18 の4つの値を取ります。

3. 最終的な答え

4つ

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