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上智大学 2015年度 TEAPスコア利用方式TEAP1数学(AM) 第2問

(1) 不定方程式 41x+355y=1 について,
0<x<100 を満たす整数解を求めよ。

(2) 25 gまでの普通郵便と簡易書留をそれぞれ何通か出したところ,
料金の合計が5000円となった。1通の料金を普通郵便82円,
簡易書留710円とすると,それぞれ何通か。

(3) 82円切手と205円切手を組み合わせて支払える
6100円以上6110円未満の金額の一の位,組合せの総数,
切手枚数が最小となる組,および2種類の枚数差が最小となる組を求めよ。

難易度5/ 10計算量6/ 10目安24分

整数、方程式・不等式 ユークリッドの互除法、合同式、約数・倍数

方針

(1) 一般解を作り,x の範囲でパラメータを絞る。(2) 料金式を41で割り,5と10の倍数条件を順に使う。(3) 範囲内の41の倍数を確定し,非負整数解を1変数で表す。

解答

(1) 355=41⋅8+27 からx=(1−355y)/41=(1−27y)/41−8y と表せる。
0<x<100 を満たすには −11≦y≦0 であり,
(1−27y)/41 が整数となるのは y=−3 のときだけである。
したがって (x,y)=(26,−3)。

(2) 普通郵便を x 通,簡易書留を y 通とすると
82x+710y=5000。左辺の形から x=5x′,さらに
x′+y=10z とおける。整理すると 3y+41z=50 となるため,
非負整数解は y=3,z=1 のみで,x′=7。
よって普通郵便35通,簡易書留3通。

(3) 合計額は 41(2x+5y) 円なので,該当額は
6109円だけで,一の位は9である。方程式は 2x+5y=149。
y=2u+1 とおくと x=5v+2, u+v=14 となり,
v=0,1,…,14 の15通り。
切手総数は x+y=31+3v なので最小は
(x,y)=(2,29)。枚数差は ∣x−y∣=∣7v−27∣ なので,
最小は v=4 のときの (x,y)=(22,21) である。

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出典: 上智大学 2015年度 TEAP1数学(AM)(大学公式の問題PDF)。問題文はHTML表示のために再入力・数式組版しています。