数学解説ブログ(つくば市の「数学・算数・物理に強い」プロ家庭教師 長通幸大・発信) -7ページ目

数学解説ブログ(つくば市の「数学・算数・物理に強い」プロ家庭教師 長通幸大・発信)

中学高校の定期試験問題・大学入試問題・Twitterの数学特化系アカウントで出題された問題・閲覧した方からのご質問まで、幅広く取り扱う方針ですので、
日々の学習や数学的発想・思考力の向上にお役立ていただければ幸いな限りです。

a<b<c<dを満たす自然数の組(a,b,c,d)がある。
以下の3つの等式を満たす組(a,b,c,d)を全て求めよ。

a+b+c+d=61
a-2b+3c-4d=-93
4a-3b+2c-d=-22


解答作成日:2016年10月14日
テーマ:四元一次不定方程式の自然数解
履修学年:高校1年

自作数学問題bot @mathquestionakt様から新しい問題がアップロードされました!!

中学校2年の数学で履修する「連立方程式」に使われる各々の式のことを、「二元一次方程式」といいます。

「二元」というのは文字が2種類使われていることを、「一次」というのは方程式上の最高次数が1であることを、それぞれ意味しますが、本題は文字が4種類使われていて、最高次数が1であるので、「四元一次方程式」と呼べます!!

「二元一次方程式」は2つの式を連立させることで、解が1組に定まることは中学数学において重要なポイントです。
同様に、3種類の文字が使われた「三元一次方程式」も3つの式を2つずつ連立させることで、解が1組に定まるのです!!
二次関数の「式の決定」で履修いたしますので、こちらにつきましても追って解説をアップロード致します。

この法則性から、本題のテーマ「四元一次方程式」は、4つの式を2つずつ連立させることで、解が1組に定まりそうですね。

まさに、その通りなのです!!

残念ながら本題では、「四元一次方程式」が3式しかありませんので、どうしても解は1組に定められません。

しかし!!
4つの文字はすべて自然数で、しかも大小関係があらかじめ決まっていますので…。



「a,b,c,dはこの順に小さい自然数である。」という情報が、
解の絞り出しに貢献してくれたということですね。

連立して文字を1種類に割り出せなかったからと言って、諦めるのはまだ早い。
視野の広さが問われる問題ですね。

公務員試験の教養問題「数的推理」でも、人気の分野ですので、
経験を積んでみましょう!!
履修学年:高校1年

Twitterのフォロワー様から、ご質問が届きましたので、ご紹介いたします。

本題を解くにあたり、「文字を伴う平方根が自然数になる条件」に関する予備知識を要します。
こちらにつきまして、リクエストがございましたら、追って解説をアップロードします!

では、本題に入ります。

「いずれも整数になる」と言っても、「同じ値になる」とは言っていないのが、本題の厄介なところですね。

それならば仕方がありません!
それぞれ別の文字で表してしまいましょう!!

よく見ると、それぞれp,qとおいたことで、nとp、nとqの関係式がそれぞれ立てられて、
nを中継点(数学Ⅲを履修している方ならば、媒介変数と言う方が適していますね。)とすることで、pとqの関係式に変形できるのです!!



素因数分解をする目的は、等しくなるために足りない素因数を見つけ出すためですが、
このことを知っていれば、終盤は流れて進められますね。

nは「最小の正の整数」であることにも、気を付けてくださいね。
“超”パワーアップ 中学数学 図形の証明
~中継点・文字式の表現の活用テクニック~
[冊子書籍版・Kindle版]


当ブログ執筆者・長通幸大が、2冊目の著書を出版いたしました!!

著書の内容は、中学2年次及び中学3年次に履修する「図形の証明」を、洗練された表現を用いて解く方法をご紹介致しております。

中学校の数学で、多くの生徒さんたちを苦悩させている分野に「図形の証明」があります。
各都道府県の入試問題においても、例年非常に高い頻度で出題されているにもかかわらず、ほとんどの問題で正答率は低い傾向にあります。

著書のメインテーマである中継点・文字式の表現を修得することで、教科書からは得られないような、「表現の仕方」を重視した証明文の書き方を洗練させ、抽象的情報の具体化を実現できることに違いありません。

本書を読んだ皆様が、中継点・文字式の表現を修得した上で、証明問題を“超”パワーアップさせられることを願って止みません。

Amazon様及び三省堂書店様にて、ご購入いただけますので、是非ともよろしくお願い申し上げます!!

―――――――――――――――――
Amazon様の購入ページ
https://www.amazon.co.jp/dp/B01J4L7U7Q/(電子書籍版)
https://www.amazon.co.jp/dp/4865437118/(冊子書籍版・2016年8月15日より販売開始)

三省堂書店様
https://www.books-sanseido.co.jp/