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合同式と余り-基本演習md 1b3568c
exercise/math/algebra/congruences-and-remainders.exercise.n.md

合同式ごうどうしきcongruenceあまり-基本演習きほんえんしゅう

date2026-07-11document_iddoc_e17c70c5da1c9c78b9f6ca8adddc1b0adescription合同式の定義、演算保存、累乗周期、逆元の条件を用いて余りを追跡する基本演習である。prerequisites整数の割り算 / 最大公約数 / 累乗type問題演習content_typeexercisestatusactiverelateddata/lecture/math/algebra/congruences-and-remainders.lecture.n.md / data/lecture/math/algebra/euclidean-algorithm-and-linear-diophantine-equations.lecture.n.md / data/reference/math/algebra/congruence-remainder-techniques.reference.n.md
mathalgebranumber-theorycongruenceexercise

1対応講義たいおうこうぎ

data/lecture/math/algebra/congruences-and-remainders.lecture.n.md

2演習方針えんしゅうほうしん

おおきい整数せいすう直接計算ちょくせつけいさんせず、必要ひつようほうのもとでちいさい代表だいひょう置換ちかんする。ただしさんまえには逆元ぎゃくげん存在そんざい確認かくにんする。

3問題もんだい 1:定義ていぎによる判定はんてい

137-3[PARSE ERROR: Undefined("Command(\"pmod\")")]101372[PARSE ERROR: Undefined("Command(\"pmod\")")]5定義ていぎから判定はんていせよ。

3.1解答例かいとうれい

137-(-3)=14010倍数ばいすうなので前者ぜんしゃ成立せいりつする。137-2=1355倍数ばいすうなので後者こうしゃ成立せいりつする。

3.2診断しんだん

代表だいひょうけず、m(a-b) という定義ていぎもどれるかを確認かくにんする。

4問題もんだい 2:おおきい累乗るいじょうあま

71005ったあまりをもとめよ。

4.1解答例かいとうれい

72[PARSE ERROR: Undefined("Command(\"pmod\")")]5 であり、241[PARSE ERROR: Undefined("Command(\"pmod\")")]5 である。100=4·25 だから

7100(24)251[PARSE ERROR: Undefined("Command(\"pmod\")")]5.

したがってあまりは 1 である。

4.2診断しんだん

累乗るいじょうあまりに周期しゅうき発見はっけんし、指数しすう周期しゅうき整理せいりする技能ぎのう確認かくにんする。

5問題もんだい 3:多項式たこうしきへの代入だいにゅう

n3[PARSE ERROR: Undefined("Command(\"pmod\")")]7 のとき、n3+2n2-57ったあまりをもとめよ。

5.1解答例かいとうれい

合同式ごうどうしき加法かほう乗法じょうほう保存ほぞんされるので、

n3+2n2-527+18-5=405[PARSE ERROR: Undefined("Command(\"pmod\")")]7.

あまりは 5 である。

5.2診断しんだん

整数係数多項式せいすうけいすうたこうしきなら代表だいひょう代入だいにゅうしてよい理由りゆうを、演算保存えんざんほぞんから説明せつめいする。

6問題もんだい 4:漸化式ぜんかしきあま

a0=0an+1=3an+2 とする。an5 によるあまりを n=0 からい、周期しゅうきもとめよ。

6.1解答例かいとうれい

あまりは

02310

遷移せんいする。したがって周期しゅうき4 であり、an0,2,3,1[PARSE ERROR: Undefined("Command(\"pmod\")")]5n0,1,2,3[PARSE ERROR: Undefined("Command(\"pmod\")")]4対応たいおうする。

6.2診断しんだん

数列全体すうれつぜんたいではなく有限個ゆうげんこ剰余状態じょうよじょうたいだけを追跡ついせきできるかを確認かくにんする。

7問題もんだい 5:さん可否かひ

6x9[PARSE ERROR: Undefined("Command(\"pmod\")")]15かいけ。また、両辺りょうへん単純たんじゅん3さいほう変更へんこうする必要ひつようがある理由りゆう説明せつめいせよ。

7.1解答例かいとうれい

15(6x-9)=3(2x-3) だから 5(2x-3)、すなわち

2x3[PARSE ERROR: Undefined("Command(\"pmod\")")]5.

2-13[PARSE ERROR: Undefined("Command(\"pmod\")")]5 より x94[PARSE ERROR: Undefined("Command(\"pmod\")")]5 である。もとほう 15 では x4,9,14[PARSE ERROR: Undefined("Command(\"pmod\")")]15相当そうとうする。

7.2診断しんだん

3ほう 15 のもとで逆元ぎゃくげんたないため、ほうたもったままの約分やくぶんはできない。かい個数こすう変化へんかしないかたち条件じょうけんえる。

8誤答診断ごとうしんだん

問題もんだい分類ぶんるい典型誤答てんけいごとうもど内容ないよう
1前提理解不足ぜんていりかいぶそく代表だいひょう合同ごうどうでないと判断はんだんするm(a-b) という定義ていぎ
2–4計算けいさんミス周期しゅうき開始点かいしてんまたは指数しすうを 1 つずらす剰余状態じょうよじょうたい遷移せんい
5適用条件てきようじょうけんミス逆元ぎゃくげん確認かくにんせずほうたもって 3 で逆元ぎゃくげんと gcd

9関連かんれんリンク

data/lecture/math/algebra/congruences-and-remainders.lecture.n.md data/lecture/math/algebra/euclidean-algorithm-and-linear-diophantine-equations.lecture.n.md data/reference/math/algebra/congruence-remainder-techniques.reference.n.md
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