<例題>a,b,c,d が自然数で、a+b=c−d,ab=cd=k が成り立つとき、k を表す自然数が 2 か
ら 10 までの数の中で探しなさい。
<解答>条件から、a+b=c−d・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(1)
ab=cd=k・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(2)
(1)から、d=c−a−b
上の式を(2)に代入、
ab=c(c−aーb)
上の式より、c>a+b・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(3)
イ)k に約数が2つある(素数)とき、(k=2、3,5、7)
a×b=c×d=k から、
a=1,b=k,c>a+b=k+1 である c は存在しない。
k に約数が2つある(素数)数ではない。
ロ)k に約数が3つあるとき、(k=4、9)
a×b=c×d=k から、
a=1,b=k のとき,c>a+b=k+1 である c は存在しない。
a=p,b=p のとき,c=k,d=1 但し、k=p×p
a+b=2p≠k−1=c−d
k に約数が3つある数ではない。
ハ)k に約数が4つあるとき、(k=6、8、10)
a×b=c×d=6 のとき、
a=2,b=3,c=6,d=1
a+b=2+3=6−1=c−d
a×b=c×d=8 のとき、
a+b=c−d となる a、b、c、d が存在しない。
a×b=c×d=10 のとき、
a+b=c−d となる a、b、c、d が存在しない。
k に約数が4つある数では 6 だけである。
イ)、ロ)、ハ) から、k=6・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(答)
元の問題は「k を 0 から 30 まで」でしたが、小学生向けの問題であることを考慮
し「k を 1 から 20 まで」と縮小し、 更に縮小し「k を 2 から 10 まで」とし
ました。平均的な小学生にとって、これが限度でしょう。
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