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ユークリッドの互除法と一次不定方程式-基本演習md 26c40ed
exercise/math/algebra/euclidean-algorithm-and-linear-diophantine-equations.exercise.n.md

ユークリッドの互除法ごじょほうEuclidean algorithmと一次不定方程式いちじふていほうていしきlinear Diophantine equation-基本演習きほんえんしゅう

date2026-07-11document_iddoc_de93f0ce1debc806141b707fad0c8249description互除法、Bézout表示、mod逆元、一次不定方程式の可解条件と一般解を確認する基本演習である。prerequisites最大公約数 / 整数の割り算 / 合同式type問題演習content_typeexercisestatusactiverelateddata/lecture/math/algebra/euclidean-algorithm-and-linear-diophantine-equations.lecture.n.md / data/lecture/math/algebra/congruences-and-remainders.lecture.n.md / data/reference/math/algebra/gcd-and-linear-diophantine-techniques.reference.n.md
mathalgebranumber-theoryeuclidean-algorithmexercise

1対応講義たいおうこうぎ

data/lecture/math/algebra/euclidean-algorithm-and-linear-diophantine-equations.lecture.n.md

2演習方針えんしゅうほうしん

まず互除法ごじょほうで最大公約数さいだいこうやくすうを得える。係数けいすうが必要ひつようなら割わり算さんを逆向ぎゃくむきに代入だいにゅうし、一般解いっぱんかいでは同次解どうじかいの方向ほうこうを付加ふかする。

3問題もんだい 1:互除法ごじょほう

[PARSE ERROR: Undefined("Command(\"gcd\")")](252,198) を互除法ごじょほうで求もとめよ。

3.1解答例かいとうれい

252=198+54,198=3·54+36,54=36+18,36=2·18.

最後さいごの非零ひれい余あまりは 18 なので、[PARSE ERROR: Undefined("Command(\"gcd\")")](252,198)=18 である。

3.2診断しんだん

商しょうではなく、最後さいごの非零ひれい余あまりを読よむ。

4問題もんだい 2:Bézout 表示ひょうじ

[PARSE ERROR: Undefined("Command(\"gcd\")")](252,198) を 252x+198y の形かたちで表あらわせ。

4.1解答例かいとうれい

18=54-36=54-(198-3·54)=4·54-198

かつ 54=252-198 だから、

18=4·252-5·198.

したがって (x,y)=(4,-5) が一組ひとくみの係数けいすうである。

4.2診断しんだん

逆代入後ぎゃくだいにゅうのちに元もとの式しきへ代入だいにゅうし、符号ふごうを検算けんざんする。

5問題もんだい 3:mod 逆元ぎゃくげん

17 の法ほう 43 における逆元ぎゃくげんを求もとめよ。

5.1解答例かいとうれい

43=2·17+9,17=9+8,9=8+1

を逆代入ぎゃくだいにゅうすると

1=2·43-5·17.

よって -5·17≡1[PARSE ERROR: Undefined("Command(\"pmod\")")]43 であり、逆元ぎゃくげんは -5≡38[PARSE ERROR: Undefined("Command(\"pmod\")")]43 である。

5.2診断しんだん

逆元ぎゃくげんを探索たんさくする前まえに [PARSE ERROR: Undefined("Command(\"gcd\")")](17,43)=1 を確認かくにんする。

6問題もんだい 4:可解性かかいせい

84x+30y=7 が整数解せいすうかいを持もつか判定はんていせよ。

6.1解答例かいとうれい

[PARSE ERROR: Undefined("Command(\"gcd\")")](84,30)=6 だが 6∤7 である。したがって整数解せいすうかいは存在そんざいしない。

6.2診断しんだん

探索たんさくを始はじめる前まえに [PARSE ERROR: Undefined("Command(\"gcd\")")](a,b)∣c を確認かくにんする。

7問題もんだい 5:一般解いっぱんかい

84x+30y=18 の整数解せいすうかいをすべて求もとめよ。

7.1解答例かいとうれい

互除法ごじょほうの逆代入ぎゃくだいにゅうから 6=-84+3·30 なので、18=-3·84+9·30 である。一ひとつの解かいは (x0,y0)=(-3,9) である。d=6 より一般解いっぱんかいは

x=-3+306t=-3+5t,y=9-846t=9-14t,t∈Z.

7.2診断しんだん

係数けいすう b/d と -a/d が元もとの左辺さへんを変かえないことを代入だいにゅうして確認かくにんする。

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戻もどる内容ないよう
1–2計算けいさんミス最後さいごの 0 または商しょうを gcd とする、逆代入ぎゃくだいにゅうの符号ふごうを誤あやまる互除法ごじょほうとBézout表示ひょうじ
3適用条件てきようじょうけんミスgcd を確認かくにんせず逆元ぎゃくげんを探さがす逆元ぎゃくげんの存在条件そんざいじょうけん
4–5見分みわけミスd∤c でも探索たんさくを続つづける、特殊解とくしゅかいだけを全解ぜんかいとする可解条件かかいじょうけんと一般解いっぱんかい

9関連かんれんリンク

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