0または正の整数x,yを用いてn=5x+11yと表される整数n全体の集合をAとする
mは整数であってn≧mを満たす整数nは全てAの要素であるという。
このような整数mのうち最小の数は何ですか?
お願いします
★希望★完全解答★
0または正の整数x,yを用いてn=5x+11yと表される整数n全体の集合をAとする
mは整数であってn≧mを満たす整数nは全てAの要素であるという。
このような整数mのうち最小の数は何ですか?
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こんにちは。こういう問題の常套手段は「割り算した余りで分類する」です。
思いつけば簡単なのですが、きちんと書くのがちょっと面倒でした。
負でない整数pを、5で割った余りで場合分けし、Aの要素かどうかを考える。
qを負でない整数として
(イ)p=5qの時
pがAの要素であり、
p=5x+11y=5(x+2y)+y、、、★
と書けるとする。
★より、pを5で割った余りは、yを5で割った余りに等しい。
そして★の式でy=0、x=qと置けば、
実際に5x+11y=5q=pであり、
pはAの要素であることが確認できる。
つまり、5の倍数は全てAの要素である。
(ロ)p=5q+1の時
この時、rを負でない整数として、y=5r+1≧1が必要。
つまり、p≧x+11
そして、p≧11、つまりq≧2ならば、
★の式でy=1、x=q-2と置くと、
pはAの要素であると確認できる。
つまり、5で割って1余る整数は、11以上ならば全てAの要素である。
(ハ)p=5q+2の時
この時、rを負でない整数として、y=5r+2≧2が必要。
つまり、p≧x+22
そして、p≧22、つまりq≧4ならば、
★の式でy=2、x=q-4と置くと、
pはAの要素であると確認できる。
つまり、5で割って2余る整数は、22以上ならば全てAの要素である。
(ニ)p=5q+3の時
この時、rを負でない整数として、y=5r+3≧3が必要。
つまり、p≧x+33
そして、p≧33、つまりq≧6ならば、
★の式でy=3、x=q-6と置くと、
pはAの要素であることが確認できる。
つまり、5で割って3余る整数は、33以上ならば全てAの要素である。
(ホ)p=5q+4の時
この時、rを負でない整数として、y=5r+4≧4が必要。
つまり、p≧x+44。
そして、p≧44、つまりq≧8ならば、
★の式でy=4、x=q-8と置くと、
pはAの要素であることが確認できる。
つまり、5で割って4余る整数は、44以上ならば全てAの要素であり、
また特に、44未満ならばAの要素ではない。
最後に、(イ)~(ホ)の議論を合わせて考えると、
結局、40以上の整数は全てAの要素である。
そして39=5×7+4は、Aの要素ではない。
よって求める数は40である。