例えば、連続3整数の和を求めてみます。
3+4+5=12
10+11+12=33
21+22+23=66
34+35+36=105
・・・・・・・・・・・・
和はすべて3の倍数になっています。このことから次の予想が立てられます。
「連続する3つの整数の和は3の倍数である。」
このことを確かめるためには、無数にある連続3整数の組をすべて調べつくすわけには行きませんから、文字式を利用することになります。
ところで、中学数学では「連続する3つの整数」を一般的に文字式で表すとき,次の2つの表し方がよく使われます。
①最も小さい数をχとして, χ,χ+1,χ+2 と表す方法
②真ん中の数をχとして, χ-1,χ,χ+1 と表す方法
先日アップしたディオファントスの話の中にも文字設定の工夫次第で計算が楽になったり,考えやすくなったりすることがあることについて述べましたが,今回もそのことと関連した話になります。
次のような問題を考えてみます。昨日3年生に宿題として出しておいたプリントの中にあった問題です。
「連続する3つの整数があり,それぞれの2乗の和が149であるという。それらの整数を求めなさい。」
①の置き方で解いてみます。※読みにくいのですが,いつものように「2乗」を「^2」と表すことにします。
χ^2+(χ+1)^2+(χ+2)^2=149
χ^2+χ^2+2χ+1+χ^2+4χ+4=149
3χ^2+6χ+5-149=0
3χ^2+6χ-144=0
χ^2+2χ-48=0
(χ+8)(χ-6)=0
χ=-8,χ=6
【解の吟味】(たしかめ)
χ=-8の場合は,一番小さい数が-8になるので,連続する3つの整数は-8,-7,-6になります。それぞれの2乗の和は,
(-8)^2+(-7)^2+(-6)^2
=64+49+36
=149
ちゃんと149になります。
また,χ=6の場合は,一番小さい数が6になるので,連続する3つの整数は6,7,8となり,それぞれの2乗の和は,
6^2+7^2+8^2
=36+49+64
=149
これもちゃんと149になります。
これらのことから,求める連続3整数は-8,-7,-6と6,7,8の2組ということになります。
次に,②の置き方で解いてみます。
(χ-1)^2+χ^2+(χ+1)^2=149
χ^2-2χ+1+χ^2+χ^2+2χ+1=149 ・・・・(A)
3χ^2+2=149
3χ^2=149-2
3χ^2=147
両辺を3で割って
χ^2=49
χ=±7
χ=7の場合は,真ん中の数が7なので,他の2つは6,8になります。
χ=-7の場合は,真ん中の数が-7なので,他の2つは,-8,-6になります。
たしかめは先ほどと同じになるので省きます。
②の方法だと,(A)のところで-2χと+2χで,相殺して0になるので,概してその後の計算が楽になることが多いようです。
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