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整数問題です。お願いします。
m,nは正整数とする。 5以上のすべての素数pは p=2^m+3^n または p=2^m-3^n または p=3^m-2^n の形で表せるか。
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- 高校数学の整数問題です
[問題] 素数pに対してpx^2+xが整数となるような有理数xをすべて求めよ。 これを取り扱った授業では次のような解説がありましたが、(4)の式から【 】部へともっていく論理の展開が分かりません。 ―・―・ー・―・― [解答] xは有理数ゆえ、x=n/m …(1) とおける。 (m,nは互いに素な整数で、m>0 …(2)) これを与式に代入して、 p(n/m)^2+(n/m)=k (k:整数) …(3) とすれば、 k=(pn^2+mn)/m^2 ={n(pn+m)}/m^2 …(4) 【mとnは互いに素ゆえ、kが整数となるには素数pがmの倍数、つまりmはpの約数であることが必要。】 ∴m=1 or p (i) m=1のとき (4)よりk=n(pn+1)となるから、n,pは整数より、kも整数となり成立。 このとき(1)より x=n (ii) m=pのとき (4)よりk={n(pn+p)}/p^2={n(n+1)}/p m(=p)とnは互いに素より、n+1がpの倍数と分かり n+1=pl (l:整数) …(5) とおけば、k=nl(=整数) となる。 このとき(1)、(5)より x=n/m=(pl-1)/m =(pl-1)/p=l-(1/p) 以上(i)、(ii)より x=n または x=l-(1/p) (n,lは任意の整数) ―・―・―・―・― 僕の思考回路としては、(4)の式を見て、kが整数ということは 分子のn(pn+m)がm^2を因数にもつ、 つまりn(pn+m)=●m^2 (●:整数) と考えたのですが、この後の進め方が分からず手が止まりました。 解説の論理展開の意味がお分かりの方、ご教授ください。
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お礼
ありがとうございます。 なるほど理解できました。 法の取りかたに工夫がいるんですね。