整数の基本問題 - 質問解決D.B.(データベース)

整数の基本問題

問題文全文(内容文):
自然数m,nを求めよ.
$ 2^8+2^{11}+2^n=m^2 $
単元: #数A#整数の性質#数学(高校生)
指導講師: 鈴木貫太郎
問題文全文(内容文):
自然数m,nを求めよ.
$ 2^8+2^{11}+2^n=m^2 $
投稿日:2022.04.06

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指導講師: 鈴木貫太郎
問題文全文(内容文):
$a,b$は2以上の整数
$log_{a}b$が有理数ならば、自然数$m,n$と2以上の整数が存在して、$a=c^m,b=c^n$と表せることを示せ

出典:山梨大学 過去問
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問題文全文(内容文):
${\large第4問}$
正の整数$m$に対して
$a^2+b^2+c^2+d^2=m, a \geqq b \geqq c \geqq d \geqq 0$ $\cdots$①
を満たす整数$a,b,c,d$の組がいくつあるかを考える。

(1)$m=14$のとき、①を満たす整数$a,b,c,d$の組$(a,b,c,d)$

$(\boxed{\ \ ア\ \ }, \boxed{\ \ イ\ \ }, \boxed{\ \ ウ\ \ }, \boxed{\ \ エ\ \ })$
のただ一つである。
また、$m=28$のとき、①を満たす整数$a,b,c,d$の組の個数は
$\boxed{\ \ オ\ \ }$個である。

(2)$a$が奇数のとき、整数$n$を用いて$a=2n+1$と表すことができる。
このとき、$n(n+1)$は偶数であるから、次の条件が全ての奇数$a$で成り立つ
ような正の整数$h$のうち、最大のものは$h=\boxed{\ \ カ\ \ }$である。

条件:$a^2-1$は$h$の倍数である。

よって、$a$が奇数の時、$a^2$を$\boxed{\ \ カ\ \ }$で割った時の余りは$1$である。
また、$a$が偶数の時、$a^2$を$\boxed{\ \ カ\ \ }$で割った時の余りは、$0$または$4$の
いずれかである。

(3)(2)により、$a^2+b^2+c^2+d^2$が$\boxed{\ \ カ\ \ }$の倍数ならば、整数$a,b,c,d$
のうち、偶数であるものの個数は$\boxed{\ \ キ\ \ }$個である。

(4)(3)を用いることにより、$m$が$\boxed{\ \ カ\ \ }$の倍数であるとき、①を満たす整数
$a,b,c,d$が求めやすくなる。
例えば、$m=224$のとき、①を満たす整数$a,b,c,d$の組$(a,b,c,d)$は
$(\boxed{\ \ クケ\ \ }, \boxed{\ \ コ\ \ }, \boxed{\ \ サ\ \ }, \boxed{\ \ シ\ \ })$
のただ1つであることが分かる。

(5)7の倍数で896の約数である正の整数$m$のうち、①を満たす整数$a,b,c,d$
の組の個数が$\boxed{\ \ オ\ \ }$個であるものの個数は$\boxed{\ \ ス\ \ }$個であり、
そのうち最大のものは$m=\boxed{\ \ セソタ\ \ }$である。

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*図は動画内参照
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